Рекуператор своими руками – теплообменник, рекуперация

Рекуператор – функциональное, практичное устройство, предназначенное для энергосбережения и экономии средств на отопление помещений. В результате рекуперации происходит передача тепла вытяжного воздуха, более теплого, холодным приточным массам. В теплообменнике наружному воздуху передается существенная часть накопленного в процессе эксплуатации помещений тепла, при этом тепловая энергия не теряется, выходя наружу, а работает на экономию энергии. Потоки входящего, чистого, и выходящего, использованного, воздуха, в устройстве не перемешиваются, благодаря наличию теплопроводящих пластин, разделяющих два потока.

Принцип рекуперации

Смонтировать рекуператор своими руками можно в виде самой простой и доступной конструкции пластинчатого типа. Такая модель самая распространенная и востребованная среди потребителей нашей страны. Более сложные устройства используются в промышленных целях или на крупных объектах.

Пластинчатый рекуператор можно сделать самому, даже не обладая обширными знаниями и познаниями в механике и инженерии.

Любой автолюбитель, который умеет держать в руках отвертку, может собрать устройство самостоятельно.

Достоинства рекуператоров:

• Рекуператор Даже самые простые и доступные пластинчатые рекуператоры работают с КПД до 65%.
• Устройство редко ломается, так как теплообменник в этом типе агрегата устроен просто и надежно, не обладает трущимися и подвижными деталями.
• Рекуператор легок и в уходе и техническом обслуживании.
• В пластинчатом типе рекуператоров нет каких-либо расходующих электроэнергию частей, что значительно снижает затраты на содержание этого оборудования.

Следует отметить, чтов зимнее время года теплообменник пластинчатого рекуператора может обмерзать при низких температурах.

Технология изготовления

Внутреннее устройство рекуператора

Сначала необходимо приобрести 4 кв. м оцинковки для кровли. Примечание: пластики могут быть не только из оцинкованного металла. Допускается использование любого не толстого листового материала. Например, можно использовать текстолит. На эффективность работы рекуператора теплопроводность материала для пластин практически не влияет. Листы режутся на отдельные пластины размером 200х300 мм.

Внимание! Пластины необходимо резать идеально ровно. Если для их изготовления используется оцинкованный металл, то ножницы по металлу лучше не применять, так как потом будет сложно выпрямить каждую заготовку. Резать оцинковку рекомендуется электрическим лобзиком.

Для дистанционной рамки, устанавливаемой между пластинками, можно применить полоски из технической пробки. Толщина материала 2-3 мм. Между пластинками оставляются промежутки не менее 4 мм, иначе может в процессе эксплуатации возникнуть значительное сопротивление воздушным потокам.

Работа рекуператора

Для сбора конструкции следует использовать герметик нейтрального типа, так как обычный состав может со временем вызвать коррозию устройства. После полного высыхания герметика его укладывают в корпус, сделать который можно из прочной жестяной коробки, подходящей по размеру. Для рекуператора короб можно изготовить из шлифованного МДФ толщиной в 18 мм и деревянного бруса. Все стенки изнутри рекомендуется проложить утеплителем, минеральной ватой или стекловолокном толщиной в 50 мм.

В коробке необходимо сделать отверстия и вставить в них предварительно приобретенные пластиковые фланцы, параметры которых совпадают с сечением труб воздуховода. Наполненные щели нужно залить силиконом.

Готовая площадь пластин в рекуператоре должна приблизительно составлять 3 кв.м, тогда эффективность работы агрегата будет составлять около 60%. Другими словами, на выходе из устройства температура приточного воздуха будет выше, чем исходящего.

Дополнительные рекомендации

Устройство рекуператора В связи с тем, что пластинчатые рекуператоры в зимнее время имеют обыкновение обмерзать, необходимо провести дополнительные работы. Обычно теплообменник пластинчатых рекуператоров обмерзает при температуре воздуха менее 10 градусов. Для проведения периодического размораживания устройства в теплой части рекуператора нужно поставить датчик, фиксирующий перепад давления. Когда агрегат будет обмерзать, показатель перепада давления увеличится, и приточный воздух будет прогоняться сквозь байпас, а калорифер согреется вытяжным воздухом. У установленного датчика гистерезис должен составлять 30Па.

В месте, где находится выход гибкого воздуховода, нужно сделать из двух слоев влагостойкого гипсокартона короб и проложить в нем минеральную вату или стекловолокно. С помощью этого приема решается проблема шумоизоляции работающей системы. Необходимо отметить, что при качественно выполненном рекуператоре, правильной герметизации и изоляции короба в помещении можно сэкономить до 30% энергии.

Как самостоятельно построить грунтовой теплообменник

Использование грунтового теплообменника все чаще встречается в частных домах в качестве принудительной вентиляции. Это выгодная альтернатива, которую можно сделать своими руками. Виды грунтовых теплообменников, их принцип работы, а также инструкция по изготовлению – все это изложено в статье.

Принцип работы

Давно известно, что почти на всей территории стран СНГ, температура в грунте на глубине 2 метров остается неизменной, а именно – около 10°C. Меняется она в зависимости от региона, но колебания обычно не превышают + — 2°C. Установка воздушных теплообменников подразумевает получение этой бесплатной энергии. За счет неизменной температуры конструкция прогревает помещения в холодное время года, а в жаркое – остужает. Грунтовая приточно-вытяжная вентиляция обеспечивает циркуляцию воздуха в помещении, также позволяет сохранить часть тепла, поступающего от обогревающего элемента. Обычно грунтовой теплообменникустанавливается вместе с рекуператором.

Рекуператор – это теплообменная система вентиляции. В ней холодный внешний воздух нагревается счет вытяжного теплого. В конструкции присутствует нагревающее устройство, вентиляторы, фильтры и трубопровод.

Эта схема позволяет получить уже подогретый свежий воздух из грунта, как результат – рекуператор затрачивает меньше энергии. Воздушная грунтовая система позволяет не только сохранить электроэнергию, но и сохранить конструкцию в рекуператоре в рабочем состоянии. В трубопроводе не будет замерзания конденсата, так как воздух подается всегда одной температуры. Подобная проблема обычно случается при использовании только рекуператора, когда в него идет морозный воздух.

Климат стран СНГ позволяет обеспечить теплообмен, величина охлаждения или подогрева в котором может колебаться от 5 до 20°C. Эффективность зависит от разницы между температурой грунта и внешним воздухом, чем она больше – тем сильнее теплообмен. Поэтому грунтовая система эффективна летом и зимой. В жару охлаждение осуществляется с 30°C до 20°C. В морозы подогрев происходит от -20°C до 0°C.

Весной и осенью температура воздуха в помещении чаще всего совпадает с температурой почвы. Поэтому теплообменник почти не влияет на микроклимат в доме. Но иногда грунтовая система может не только бездействовать, но и работать в отрицательном значении. К примеру, воздух в комнате имеет температуру около 12°C, а теплообменник охлаждает его до 8°C. В общем, использовать в межсезонье энергию грунта нет смысла. Изготавливая грунтовой теплообменник своими руками, нужно продумать способ отключения системы, чтобы свежий воздух шел с улицы, минуя теплообменник.

к содержанию ↑

Виды грунтовых теплообменников

Сегодня известно два вида:

• Бесканальный. Используется подземный слой, через который проходит воздух для теплообмена.

• Трубный (канальный). Здесь теплообмен происходит при помощи набора труб (канала), закопанных под землей.

Независимо от типа, основной подводящий канал монтируется к трубам вентиляционной системы. Свежий воздух к ней подается чаще всего через отверстие в стене. Важным моментом будет установка механизма, с помощью которого можно будет переключаться между двумя положениями: первое – в систему поступает свежий воздух с улицы, второе – работает грунтовая система.

Простыми словами – нужно сделать грунтовой теплообменник своими руками с закрывающимися отверстиями для подачи воздуха из грунта и с улицы.

к содержанию ↑

Изготовление трубного теплообменника

грунтовой трубный теплообменник

Теплообмен воздуха в этой системе более эффективный, но требует затраты средств и времени. Для изготовления грунтового теплообменника, необходимо уложить в траншею трубопровод. Обычно общая длина труб составляет от 15 до 50 метров, в зависимости от возможности и площади. В конструкции могут быть повороты труб, так как они почти не влияют на движения воздуха в системе. Укладывая трубопровод, нужно понимать, что чем он длиннее, тем эффективней будет происходить обмен тепла. Но при повышении длины будет вырастать аэродинамическое сопротивление.

Для эффективного охлаждения (или нагрева), должна быть большая длина трубопровода в теплообменнике. Если территория участка позволяет, то можно уложить вокруг него одну трубу. Если же площадь ограничена, тогда выходом из положения будет параллельная укладка.

Диаметр трубопровода должен быть в диапазоне от 200 до 250 миллиметров.

Полипропиленовые трубы будут отличным выбором для системы. Чтобы обеспечить лучшую теплопроводность, нужно использовать трубопровод с большой поверхностью и меньшей толщиной стенок. Как вариант – гофрированный материал. Тогда тепло не будет оставаться в грунтовой системе. Укладка в траншее требует уклон 2%, независимо от сторон. Уклон будет служить для стока конденсата, появляющегося при охлаждении внешнего воздуха в жаркую погоду.

Удаление конденсата происходит за счет отверстия, которое создается на нижней отметке трубы. Сток жидкости осуществляться через дренажный колодец, в канализацию или прямо в землю. Если на участке низкий уровень грунтовых вод, то необходимо изготовить песчаную подушку. Конец трубы, который будет стоять на участке, должен быть оборудован фильтром. Также конец нужно установить выше уровня снега, который обычно выпадает.

Если в регионе снег является редким гостем, то высота выступающей трубы не должна быть меньше 1. 5 метра. Это делается для защиты от радона – радиоактивного почвенного газа, которого больше всего возле поверхности. На конец трубы устанавливается воздухозаборник. Он оснащается фильтром и крепкой металлической сеткой. В трубу не должны попадать осадки, листья, грызуны, птицы или насекомые. При наличии возможности, воздухозаборник нужно поставить как можно дальше от источников загрязнение или запахов, допустимый минимум – 10 метров.

к содержанию ↑

Изготовление бесканального теплообменника

грунтовой бесканальный теплообменник

Бесканальный грунтовой теплообменник подразумевает изготовление котлована с длиной около 3-4 метров и глубиной на 80 сантиметром. Котлован наполняется слоем гравия, а сверху покрывается пенобетонным покрытием. Эта конструкция позволяет получить температуру внутри специального слоя, которая не будет отличаться от температуры в грунте на глубине 5 метров. После изготовления котлована, из него нужно вывести трубу для поступления свежего воздуха.

Изготавливается этот патрубок по такой же схеме, как и в трубном теплообменнике. Ещё одна труба должна идти от специальной слоя до вентиляционной системы помещений. По простой схеме воздух начинает циркулировать. Он не только увлажняется, но и очищается. Плюс конструкции – это повышенная фильтрация. Минус – более низкая эффективность, чем в трубной системе.

к содержанию ↑

Итог

Изготовить воздушный грунтовой теплообменник достаточно дешево. Больше всего его работа заметна в зимнее время, насыщенное морозами. С охлаждением система справляется менее эффективно. Кондиционер будет гораздо эффективнее, чем грунтовая система обмена. Но плюс теплообменной системы заключается в дешевизне её установки и дальнейшей эксплуатации. Расходоваться будет только электроэнергия на работу вентилятора.

Видео со строительством грунтового теплообменника под плитой:

Рекуператор своими руками

Оглавление:

1. О способах вентилирования воздуха в гараже
2. Что собой представляет рекуперация
3. Как работает рекуператор
4. Виды рекуператоров
5. Делаем пластинчатый рекуператор
6. Немного полезной информации

Всем понятно, что гараж нужен для того, чтобы защитить машину от неблагоприятных воздействий внешней среды (ну, и от угона, конечно, но сейчас не об этом). Но если в гараже нет вентиляции, то это обстоятельство намного сократит жизнь вашего авто. Во-первых, в помещении без вентиляции накапливается избыточная влажность. Во-вторых, выхлопные газы и пары топлива, постоянно присутствующие в гараже и вовремя не удаляемые, тоже ведут к началу коррозионных процессов. Ну и, третье – находясь в не вентилируемом гараже, вы подвергаете риску свое здоровье.

О способах вентилирования воздуха в гараже

Есть три способа сделать вентиляцию в гараже.

Первый способ: естественная вентиляция. Это самый недорогой вариант вентиляции. С наветренной стороны в гаражной стене, поближе к ее углу, в 15-20 см над землёй пробейте отверстие для прибывания свежего воздуха. Оно должно быть зарешечено. В потолок с другой стороны вставьте воздуховод для отведения застойного воздуха. Необходимо чтобы воздуховод спускался на 15-20 см ниже плоскости потолка и поднимался над кровлей на 40- 50 см. Верхний обрез воздуховода накройте флюгаркой.

Чтобы всё работало как надо, перепад высоты между приточным отверстием и верхом вытяжной трубы должен быть не меньше 3 метров. Важен и диаметр воздуховодов. 1м2 площади вашего гаража соответствует 1,5 см. Естественная вентиляция гаража используется, если он не отапливается или отапливается время от времени.

Второй способ: комбинированная вентиляция. Нормой принят воздухообмен, когда на одно авто поступает 180 м3 свежего воздуха в 1 час. Естественная вентиляция с такой задачей не всегда справляется. Чтобы улучшить показатели воздухообмена, нередко вентиляцию для гаража оборудуют принудительной. При этом приток свежего воздуха оставляют естественным. Это и есть комбинированный способ гаражной вентиляции. Вытяжная принудительная вентиляция делается так: в вытяжную трубу ставится вентилятор, который работает от электросети. Это не очень удобно – включать и выключать агрегат приходится вручную. Частично эту проблему можно решить, установив реле времени.

Важно

Помимо этого, в холодный период года будет происходить значительная потеря тепла, как при применении вентиляции естественной, так и комбинированной.

Третий способ: механическая вентиляция. Это наиболее дорогой, но и самый эффективный метод. При нем и отток, и приток воздуха происходит принудительно. Возможен вариант, когда отток воздуха производит один модуль, а вытяжку осуществляет другой. Объединять работу агрегатов будет автоматика, согласовывая их действия. Наиболее дорогая часть такой вентиляции – установка, которая обеспечивает поступление воздуха. В конструкции этого агрегата необходимы вентилятор, калорифер, фильтры.

Можно применять и оснащение, которое совместит в себе обе эти функции. Многие установки для вентиляции сейчас имеют в комплектации рекуператоры – приспособления, передающие тепло внутреннего воздуха идущему ему на смену приточному. Благодаря работе рекуператора, вы получаете значительная экономию электроэнергии и не теряете тепло из помещения.

Применение приточно-вытяжного оборудования вентиляции частично, а иногда и полностью заменяет отопительную систему в гараже. Оно позволяет в холодный период года поддерживать в помещении гаража наиболее благоприятную для автомашины температуру более +5 градусов.

Важно

Мы пришли к выводу, что, несмотря на относительную дороговизну, механический способ вентиляции гаража является наиболее приемлемым и позволяющим не монтировать в гараже систему отопления. Это ведет в дальнейшем к значительной экономии средств и тепла. И важнейшей частью такой системы являются рекуператоры.

О них мы и поговорим далее.

Что собой представляет рекуперация

Рекуперация (слово произошло от латинского recuperatio – «обратное получение») – процесс частичного возврата тепловой энергии для ее повторного использования. В этой статье мы говорим о рекуперации воздуха. Рекуперация же воздуха – это процесс нагревания приточного, более холодного, воздуха более теплым – удаляемым вытяжным. Теплый внутренний воздух в теплообменнике рекуперации отдает значительную часть накопленного тепла наружному воздуху. Таким образом, тепловая энергия не теряется и не выходит наружу без пользы.

Как работает рекуператор

Итак: есть приточно-вытяжная вентиляция. Поступающий воздух в зимнее время очищается с помощью воздушных фильтров и греется калориферами. Он идет в гараж, согревает помещение и разбавляет собой вредные газы, пыль и пары бензина. Потом он по вытяжной вентиляции зря выбрасывается на улицу. Но, почему бы, собственно, нам не греть холодный приходящий воздух уходящим теплым? Ведь по сути дела мы выкидываем деньги на ветер.

Итак, к делу: у нас есть вытягиваемый воздух, температура которого +21 градус, и втягиваемый, температура которого до калорифера -10 градусов. Мы монтируем, например, рекуператор с пластинчатым типом теплообменника. Чтобы усвоить принцип работы рекуператора с пластинчатым типом теплообменника вообразите себе квадрат, внутри которого вытягиваемый воздух идет снизу-вверх, а поступающий проходит слева-направо. При этом потоки не перемешиваются друг с другом благодаря наличию в конструкции теплопроводящих пластин, которые разделяют два этих потока.

В конечном итоге вытяжной воздух отдает сменяющему его приточному до 65-70% тепловой энергии. Выходя из рекуператора, он обладает температурой в + 2-6 градуса, а сменный приточный воздух, нагревается на выходе из рекуператора до +12-16 градусов. Таким образом, калорифер будет греть воздух не -10 градусов, а +12 . Это даст возможность весомо сэкономить средства на электрической или тепловой энергии, растрачиваемой на полный обогрев приходящего воздуха.

Виды рекуператоров

Рекуператор с пластинчатым типом теплообменника самый простой и дешевый. Поэтому он и распространен больше всего на территории нашей страны. Но есть и другие типы рекуператоров, они иногда могут быть более эффективными, а в некоторых случаях – только они и могут полностью справиться с поставленной задачей. Вот наиболее популярные типы рекуператоров:

1. Рекуператор с пластинчатым типом теплообменника или попросту – пластинчатый рекуператор.
2. Рекуператор с роторным типом теплообменника или роторный рекуператор.
3. Рециркуляционный водяной рекуператор.
4. Крышный рекуператор.

И все же, так как пластинчатый наиболее прост и дешев, давайте рассматривать его основной кандидатурой на установку в нашу систему вентиляции. Более того, вы можете еще более сэкономить, не покупая готовый агрегат, а сделав рекуператор своими руками.

Его можно смонтировать, даже не обладая глубокими познаниями в инженерии и механике, любой автолюбитель, умеющий держать отвертку в руках, может собрать его. Но, для начала, чтобы вы понимали – с чем будете иметь дело. О преимуществах и недостатках пластинчатых рекуператоров.

Достоинства:

1. Пластинчатые рекуператоры имеют КПД 40-65%.

2. Теплообменник в этом типе рекуператоров устроен очень просто, не обладает подвижными или трущимися деталями, что подразумевает нечастые поломки и техническое обслуживание.

3. В пластинчатом виде рекуператоров не имеется каких-либо потребляющих электроэнергию частей, что существенно снижает расходы на эксплуатацию этого оборудования.

Недостатки:

1. Необходимость пересечения потоков воздуха вытяжного и приточного диктует обязательность пересечения труб воздуховодов в самом рекуператоре, что далеко не всегда удобно, а иногда и труднореализуемо.

2. В зимнее время года пластинчатый теплообменник рекуператора часто обмерзает. Для разрешения данной проблемы нужно или периодическим образом выключать приточный вентилятор, или применять байпасный клапан.

3. Данный вид рекуператоров может обмениваться только теплом. К влагообмену они не приспособлены.

Ну, а теперь, когда мы расставили все точки над i, расскажем о том, как сделать пластинчатый рекуператор самому.

Делаем пластинчатый рекуператор

Покупаем 4 кв. метра кровельной оцинковки. Режем на пластины, они должны получиться размерами 200 / 300 мм, складываем в штабель. Примечание: пластики не обязательно должны быть из листового металла, в принципе можно использовать любой не толстый плоский листовой материал. Например, можно применить текстолит. Теплопроводность материала, из которого сделаны пластины, на эффективность вашего рекуператора будет влиять очень мало – на доли1 процента.

Предупреждение!

Пластины обязательно нужно делать идеально ровными. Если вы используете оцинкованный металл, то лучше не применяйте для резки ножницы по металлу – потом будет очень трудно выпрямить каждую пластинку. Режьте оцинковку электролобзиком, складывая по 3 листа в пачку.

В качестве “дистанционной рамки” между пластинами можно использовать полосы технической пробки, толщиной в 2мм с нанесенным полиуретановым клеем. Промежутки между пластинками должны быть не меньше 4 мм, в противном случае может получиться слишком большое сопротивление потоку воздуха. Сечение вашего рекуператора надо выбрать так, чтобы скорость потока воздуха в нем была около или чуть больше 1 м/c.

После того, как уложите весь штабель, щели залейте силиконовым герметиком.

Важно!

Используйте только нейтральный герметик. Обычный кислотный герметик может привести к коррозии агрегата.
После того, как герметик высохнет, положите пакет пластин в корпус. Корпус можно сделать из любой жестяной коробки, которая подходит по размерам.

В коробке сделайте отверстия и вставьте в них предварительно купленные пластиковые фланцы, размеры которых соответствуют сечению труб вашего воздуховода. Все оставшиеся щели залейте силиконом. Полученная площадь пластинок в рекуператоре должна быть около 3,3 м2. При потоке воздуха примерно 150м3/ч ваш самодельный теплообменник должен показывать эффективность от 50 до 60%. Иными словами – на выходе из рекуператора температура втягиваемого воздуха будет выше, чем вытягиваемого.

Так как пластинчатые рекуператоры имеют обыкновение в зимнее время обмерзать, то вам понадобятся дополнительные работы. Для его периодической разморозки, в теплой части вашего рекуператора поставьте датчик перепада давления. Когда РЕК будет обмерзать, показатели перепада давления увеличатся, и приточный воздух начнет прогоняться через байпас, а калорифер будет согреваться вытяжным воздухом. У смонтированного вами датчика перепада давления гистерезис должен быть 30Па. Примечание: обычно теплообменники пластинчатых рекуператоров обмерзают при температурах наружного воздуха ниже – 10 градусов.

Короб рекуператора можно сделать из шлифованной МДФ толщиной в 1,8 см и бруса. Изнутри все стенки проложите минеральной ватой толщиной в 5 см. Там, где установлены вентиляторы, также все свободные места заложите минватой. В месте, где выходит гибкий воздуховод, сделайте короб из двух слоев ГКЛ 1,25 см и проложите внутри минвату. Этим вы решите проблему шума от работающей системы. Но, если гараж расположен достаточно далеко от жилых помещений, этого можно не делать.

Немного полезной информации

– Нормы воздухообмена, часто закладываемые производителями готовых вентиляционных систем, в 30м3/ч или 3м3/ч на м2 площади помещения не годятся для гаражей. В них воздух слишком загрязненный и поэтому данные нормативы при сооружении вашей вентиляции очень малы. Их необходимо перекрывать в несколько раз.

– Не гонитесь за обязательным подогревом приточного воздуха до + 16-18 градусов – в гараже это не нужно – на выходе из рекуператора вполне достаточно +10 градусов. Для достижения более комфортных температур, если вы хотите по-настоящему теплый гараж, существуют калориферы и система отопления. Вы и так хорошо поможете ей установкой теплообменника.

– Количество тепловой энергии, которая передается между пластинами, рассчитывается по формуле 20 Вт ∙ xм2 ∙ dT. При четком встречном движении воздушных потоков dT получается равным половине разницы температур уличного и комнатного воздуха. Но встречное движение в пластинчатом рекуператоре слишком проблематично – обмерзание будет происходить слишком быстро и резко. Поэтому потоки необходимо делать перекрестными.

– Мощность, которой должно хватать на нагревание воздуха, считается по формуле p(Вт)= 0,36∙ Q(м3/ сек.) ∙ dT(температура в градусах). При известном вам потоке воздуха можно рассчитать площадь пластин, при которой гипотетический теплообменник будет иметь КПД 100%. Но в реальности КПД получается до 65%. Но вам расстраиваться не стоит. Чем пластинчатый рекуператор эффективней работает, тем он более быстро обмерзает.

для частного дома своими руками, рекуперация тепла в системах вентиляции для квартиры

Внутренняя конструкция рекуператора позволяет передавать температуру от выходящего из комнаты потока, входящему с улицы холодному воздухуВряд ли кто-то поспорит, что намного приятнее жить в уютном и хорошо вентилируемом доме, чем в помещении со спертым, застоявшимся воздухом. К тому же, регулярное и своевременное проветривание положительно действует на здоровье людей. Вот только при естественном проветривании происходит потеря тепла из помещения. Для того, чтобы исправить положение дел, необходимо пользоваться таким современным прибором, как рекуператор воздуха. Данное оборудование обеспечивает обогрев всему дому, и дает возможность забыть о такой проблеме, как потеря тепла.

Рекуператор воздуха для дома: принцип работы

Сам по себе процесс рекуперации представляет собой возврат некоторой части тепла. В том случае, если мы говорим о воздухе, то подразумевается нагревание входящего в помещение холодного потока при помощи удаляемого теплого вытяжного. Такие конструкции на сегодняшний день весьма распространены. Рекуперативная установка имеет полное название – приточно-вытяжная конструкция, или приточный рекуператор.

Насколько эффективна работа рекуператора, будет зависеть от его конструкции, объёмов, которые он через себя перекачивает и температур за окном

Данное оборудование функционирует за счет обмена потоков тепла. Говоря более понятно, в холодное время повышенная температура внутри помещения нагревает воздух, идущий снаружи, летом же, этот процесс происходит в обратном порядке. Для возможности проводить данную процедуру искусственным путем и создали рекуператор воздуха.

Принцип работы любого рекуператора заключается в следующем:

• Воздух из комнаты передвигается вдоль трубы с квадратным сечением;
• В поперечном ему направлении передвигаются приточные потоки;
• Поскольку между ними есть специально предназначенные препятствия в виде пластин, смешивания холодного и горячего воздуха не происходит.

Смешивание поступающего и удаляемого воздуха в устройстве не происходит. Но и полную рекуперацию выполнить практически не удается, даже если вы применяете современный прибор. Оптимальным показателем прогрева поступающего в помещение воздуха является температура 100 °C.

Бытовые рекуператоры: самый лучший тип устройств

Все знают, что для создания в доме здорового микроклимата нужна вентиляция. В любое помещение всегда должен поступать свежий, чистый природный воздух. Однако, в холодное время года, через окно вмести с ним поступает и холод, который мы стараемся всячески сберечь. А вот летом, когда работает кондиционер, приточный жаркий поток воздуха лишь усложняет его работу. Именно, для того, чтобы оборудование на работало впустую, и придумали рекуператор воздуха.

Принципиальная схема рекуператора очень проста и выглядит как двустенный теплообменник, где, не мешая друг другу, встречаются два воздушных потока – вытяжной и приточный.

Разность температур воздушных масс способствует обмену между ними тепловой энергией, в следствие чего теплый воздух охлаждается, а холодный нагревается. Кроме этого, когда охлаждается теплый воздух, из него уходит влага и оседает на стенках теплообменника.

Наиболее распространенными рекуператорами считаются:

• Пластинчатый;
• Грунтовый;
• Роторный;
• Водяной;
• Коаксиальный;
• Трубчатый;
• Крышное устройство.

Последняя модель эксплуатируется только на предприятиях промышленности. Коэффициент его полезного действия меняется в пределах от 55 до 68. Наиболее простым по действию и подключению считается пластинчатый рекуператор, который вполне можно изготовить самостоятельно.

Воздушный теплообменник своими руками из сотового поликарбоната: материалы для изготовления

Слово «рекуператор» берет свое начало от латинского «recuperatio», означающее обратное получение в системах, возвращение. В данном случае это обменник тепла, зимой возвращающий назад тепловую энергию, которая утекает из помещения вместе с удаляемым воздухом, а в жаркую погоду препятствующий проникновению тепла с приточным воздухом.

Рекуператор полезен во все времена года – в мороз он возвращает тепло в дом, а летом, когда на улице становится жарче, происходит охлаждение потока

Рекуперация, или вытяжка, является современным методом сокращения затрат тепла через систему вентиляции, то есть, своеобразной технологией энергосбережения. С помощью рекуперации можно сэкономить более 70% выходящего тепла. Энергию мы используем повторно при проведении одного технологического процесса. Изготавливают рекуператоры различных конструкций и мощностей.

Купить такой механизм предоставляется возможным в любом специализированном магазине, однако для экономии финансов гораздо лучше сделать расчет и изготовить рекуператор самостоятельно.

Оборудование и материалы, необходимые для самостоятельного изготовления современного пластичного рекуператора:

• Кровельное железо, обработанное цинком, или же листовой алюминий, текстолит, медь;
• Лента фольги;
• Техническая пробка, которая имеет толщину 0,2 см;
• Обычный герметик с силиконовой основой;
• Жестяная, фанерная, или металлическая коробка;
• 4 фланца, сделанных из пластика;
• Воздуховодные трубы;
• Датчик для отображения перепадов давления;
• Уголок для установки стоек;
• Материал для изоляции;
• Электрический лобзик;
• Метизы.

Изготовить рекуператор своими руками не сложно Необходимо лишь грамотно разработать чертежи, следовать пошаговой инструкции, и соблюдать некоторые правила и советы специалистов.

Самодельный стеновой рекуператор воздуха своими руками: пошаговая инструкция

Если вы решили сделать пластинчатый рекуператор лично, а не приобрести его в готовом виде, то вам потребуется четыре квадратных метра оцинкованной стали или алюминия. Ее нужно разрезать на пластины 30×20см и уложить их в штабеля. Пластины нужно делать идеально ровными. Если вами применяется оцинковка, то на много удобнее будет резать сразу несколько листов болгаркой, а не мучатся, пытаясь порезать ножницами по металлу каждый лист.

Далее выполните такие шаги:

• Для создания зазора между пластинами приклейте к ним рамки из полос технической пробки;
• Промежутки между каждой из пластин делайте не менее 4мм, иначе будет слишком большое сопротивление воздушному потоку;
• При проектировании работ важно правильно определить сечение рекуператора. Воздушный поток должен двигаться со скоростью чуть больше 1м/с.
• После выкладки всего штабеля следует щели залить герметиком подходящего состава.
• Убедившись в высыхании замазки, соорудите корпус. Он изготавливается из жести.

Затем в него вставляются пластиковые фланцы. Все щели затираются силиконовым герметиком. Из ДВП или фанеры изготавливают короб, все стенки которого утепляют минеральной ватой.

Как выбрать воздушный рекуператор

Современному дому или квартире рекуперативная система с приточно-вытяжной вентиляцией просто необходима. Тех вентиляционных каналов, которые есть у нас в ванной и на кухне абсолютно недостаточно для того, чтобы обеспечивать достаточный приток воздуха в помещение. Что особенно необходимо там, где жилище оборудовано с помощью современных отделочных материалов, и являются просто «не дышащими» пространствами.

Рекуперационные системы вентиляции обеспечивают приток свежего воздуха в помещение, создавая таким образом благоприятный микроклимат

Дополнительное приточно-вытяжное оборудование с рекуператором дает возможность обеспечить в помещении нормальный воздухообмен, а также решить проблему размножения грибков и плесени в них

Рекуператорная система для квартиры, дачи, гаража или частного дома, на сегодняшний день совершенно необходимое устройство. Однако нужно знать несколько секретов, которые помогут вам сделать правильный выбор оборудования.

Какой прибор лучше выбрать для своего помещения:

• Если в вашей квартире окна пластиковые и нужна эффективная вентиляция, тогда отдайте предпочтение готовой производственной компактной сборке ДРТВВ, такое устройство называется «тёплая форточка».
• Для частного домовладения с не маленькой полезной площадью, вполне подойдёт одна из особенностей пластинчатого перекрёстного или противоточных типов. Именно они имеют высокий КПД, и являются наиболее простыми в самостоятельном изготовлении.

При определении подходящей вам модели рекуператора нужно обратить внимание не только на цену изделия. Учитывать стоит и величину эксплуатационных расходов. В нашей стране отлично зарекомендовал себя компактный вентиляционный прибор фирм «Прана» или «Экоклим».

Рекуператор своими руками (видео)

В зависимости от главного своего предназначения, площади, вида конструкции, а также в связи с установкой, рекуператоры широко используются в различных видах вентиляционных систем.

Добавить комментарий

Грунтовый теплообменник сделать самому своими руками

Существует несколько видов грунтовых теплообменников, которые могут использоваться в настоящее время. Возможность обустройства своими руками, хорошая эффективность, а также простота самой конструкции сделали этот тип вентиляции очень популярным для обустройства в частном доме.

Описание системы

На сегодняшний день точно известно, что на территории всех стран СНГ температура грунта на глубине около двух метров остается практически неизменной. Круглый год примерная температура грунта составляет +10 градусов по Цельсию. Небольшие изменения наблюдаются в зависимости от региона, но они обычно не превышают двух градусов. Установка грунтовых теплообменников подразумевает под собой использование данной бесплатной энергии. Таким образом, в теплое время года такая вентиляция будет охлаждать воздух внутри помещения, а в зимний период, наоборот, подогревать его. Кроме того, дополнительное тепло может помочь сберечь температуру, которая создается за счет других обогревательных элементов.

На сегодняшний день грунтовой теплообменник чаще всего используется вместе с рекуператором. Рекуператор – это теплообменное устройство, которое предназначено для нагрева холодного воздуха за счет вытяжного теплого. Кроме того, в его систему входят вентиляторы, фильтры, трубопровод и нагревающее устройство.

Использование системы

Такая схема грунтового теплообменника позволяет получать воздух из грунта уже несколько подогретым, что помогает экономить некоторое количество энергии, которое ушло бы на работу рекуператора. Наличие такой воздушной системы для обогрева поможет также сэкономить электроэнергию и конструкцию рекуператора. В данном случае имеется в виду, что внутри трубопровода не будет образовываться конденсат, так как температура воздуха, который будет проходить по трубам, будет все время примерно одинаковая. Проблема с конденсатом может возникнуть лишь в том случае, когда в работу включается рекуператор, но при этом в него будет поступать изначально морозный воздух.

Влияние климата на вентиляцию

Эффективность грунтового теплообменника для вентиляции достаточно сильно зависит от климата, который наблюдается в регионе. Если говорить о климате на территории стран СНГ, то установка теплообменника может помочь в подогреве или охлаждении воздуха в районе от 5 до 20 градусов по Цельсию. Эффективность самой же системы будет напрямую зависеть от того, насколько велика разница температур между грунтом и воздухом. Чем больше разница – тем эффективнее работает система. Из-за данного эффекта грунтовый теплообменник для вентиляции помещения является эффективным средством как зимой, так и летом. Во время жары система может обеспечить снижение температуры с 30 до 20 градусов. В морозную погоду температура может увеличиваться с -20 до 0 градусов.

При расчетах грунтового теплообменника для вентиляции нужно брать во внимание и то, что весной и осенью влияние такой вентиляции на температуру практически отсутствует. Это обосновано тем, что температуры окружающего воздуха и грунта слишком близки по значению, из-за чего обмен воздуха существенно замедляется. В некоторых же случаях такая система может и вовсе работать в отрицательном режиме. К примеру, температура в помещении составляет 12 градусов по Цельсию, а наличие теплообменника будет уменьшать ее до 8 градусов. Принимая во внимание данный факт, необходимо обустраивать грунтовый теплообменник своими руками таким образом, чтобы его можно было отключать или же перекрывать для прямого прохождения воздуха.

Основные типы системы

В настоящее время известно о двух основных видах такой системы – это трубный и бесканальный теплообменник. При обустройстве бесканального типа системы будет применяться подземный слой, через который будет проходить воздух. Трубный, или же канальный тип подразумевает наличие труб для монтажа грунтового теплообменника, по которым будет проходить воздух. Уложены они должны быть также под землей.

Объединяет эти два типа то, что основной канал подводящего типа обязательно должен быть соединен с вентиляцией. Основное требование, о котором нужно помнить, заключается в том, что в системе должен быть предусмотрен механизм, позволяющий переключаться между двумя режимами. При первом режиме будет использоваться прямой приток воздуха с улицы, при втором режиме работы будет использоваться теплообменник.

Канальный теплообменник

При выборе между воздушными грунтовыми теплообменниками для частного дома лучше выбрать именно этот вариант. Он, конечно, требует больше времени и средств, но и является более эффективным. Для того чтобы изготовить такой тип вентиляции, необходимо уложить систему труб в подготовленную траншею в земле. В среднем длина трубопровода составляет от 15 до 50 метров. Выбор зависит лишь от возможностей и площади.

Здесь важно помнить о том, что трубы для грунтового теплообменника могут поворачиваться, так как это практически не влияет на движение воздуха. Кроме того, чем длиннее будет система, тем эффективнее она будет работать, что также очень важно учитывать. Обустройство короткого обменника практически не имеет смысла.

Выбор труб для укладки

Как уже было сказано, для эффективного использования системы она должна иметь большую длину. Если площадь участка вокруг дома позволяет, то можно уложить всего одну трубу вокруг дома. Если пространство ограничено, то можно воспользоваться параллельной укладкой. Диаметр труб для нормального функционирования системы должен быть от 200 до 250 миллиметров.

Отличным выбором являются полипропиленовые трубы. При проведении расчетов грунтового теплообменника нужно знать еще и о том, что можно улучшить процесс обмена теплом, если уменьшить толщину стенок и увеличить их площадь. Исходя из этого, можно использовать гофрированный материал. В таком случае тепло вовсе не будет задерживаться в грунтовой системе. Еще очень важно обустроить уклон системы примерно на 2 % в любую сторону. Небольшой уклон в данном случае необходим, чтобы конденсат, который будет образовываться в очень жаркую погоду, мог без проблем стекать.

Сток и другие элементы системы

Для того чтобы эффективно удалять конденсат из системы, необходимо оборудовать трубопровод не только уклоном, но и создать небольшое отверстие на нижней отметке трубы. Для стока жидкости необходимо обустроить дренажный колодец или же сделать вывод прямо в землю. Если на участке наблюдается низкий уровень грунтовых вод, то необходимо изготовление песчаной подушки для системы. Конец трубы, который располагается на участке, должен быть снабжен фильтром. Кроме того, он должен быть установлен выше уровня снега, который выпадает в зимний период.

При обустройстве грунтового теплообменника своими руками нужно знать, что если в регионе снег является редким явлением, то высота трубы, которая выступает над землей, должна быть не менее 1,5 метра. Это необходимо сделать в качестве защиты от радона – радиоактивного почвенного газа.

На конец трубы должен быть установлен воздухозаборник. Этот элемент также должен быть оснащен фильтром и прочной металлической сеткой. Конец трубы должен быть установлен и защищен таким образом, чтобы в него не попадали осадки, листья, а также не могли проникнуть никакие животные, птицы и т. д. Если есть такая возможность, то этот элемент устанавливается как можно дальше от любых источников, которые могут повлиять на качество воздуха. Минимальное требуемое удаление – 10 метров.

Бесканальный тип

Для того чтобы своими руками обустроить такой тип теплообменника, необходимо выкопать углубление, длина которого должна составлять 3-4 метра, а глубина – 80 см. Кроме того, данный котлован должен быть наполнен гравием, а сверху закрыт пенобетонным покрытием. Такая конструкция необходима для того, чтобы температура внутри котлована не отличалась от температуры грунта на углублении до 5 метров. После того как этот этап будет пройден, необходимо обустроить вывод трубы, по которой будет проходить воздух.

Что касается изготовления данной трубы, то этот процесс ничем не отличается от изготовления его в прошлом варианте. Естественно, другая труба должна соединять специальный теплообменный слой котлована и вентиляцию частного дома. После этого циркуляция воздуха начнется по наиболее простой схеме. Кроме того, воздух будет не только увлажняться, но еще и очищаться. Исходя из этого, можно утверждать, что бесканальный тип лучше в плане фильтрации воздуха, а трубный, или же канальный тип более эффективен для подогрева или охлаждения.

Особенности системы

Бесканальный тип, или же гравийный теплообменник характеризуется тем, что он нуждается в восстановлении своих функций. Кроме того, монтировать его запрещается в тех местах, где наблюдается воздействие внешних нагрузок, к примеру в месте проезда автомобильного транспорта. Еще одна особенность заключается в том, что если гравий, который предназначается для укладки, не промыть, то после обустройства системы и начала циркуляции воздуха в помещении может возникнуть неприятных “подвальный” запах. Та же проблема может возникнуть и в том случае, если гравийный слой намокнет из-за атмосферных осадков или же из-за подъема грунтовых вод, к примеру.

Недостатки

Если повредить поверхностный слой такого обменника, то это приведет к снижению его эффективности, а также к возможному насыщению влагой. Все это потребует проведения ремонтных работ. При обустройстве обменника своими руками именно такого типа нужно также знать то, что слой гравия является как теплообменным пунктом, так и препятствием для прохождения воздуха. Из-за этого в системе потребуется установить дополнительный источник нагнетания воздуха – вентилятор с достаточно мощностью (несколько сотен Ватт). Естественно, что это дополнительные затраты как на установку и покупку, так и на последующую оплату электроэнергии. Из-за этого приходится достаточно тщательно проводить расчеты системы. Тут можно добавить, что расчеты жидкостного грунтового теплообменника несколько проще, чем гравийного, хотя его обустройство и конструкция более сложные.

Безмембранный тип

На сегодняшний день появились такие типы грунтовых теплообменников (ГТО), как безмембранные. Они представляют собой комбинацию из двух предыдущих типов систем. Основная суть установки такого устройства заключается в том, что необходимо смонтировать ровный слой полимерных плит поверх ровного слоя гравия.

Монтаж системы

Плиты необходимо смонтировать на “ножки”, которые будут опираться на гравийный слой. Таким образом, получится, что воздух будет двигаться не сквозь слоя гравия, как при бесканальном типе, а между слоем плит и слоем гравия. Основное преимущество заключается в том, что использовать такой теплообменник можно достаточно длительный срок без регенерации гравийного слоя.

Обычный слой гравия может работать лишь 12 часов, после чего необходимо 12 часов “отдыха”. Во время такого отдыха слой гравия будет забирать тепло у почвы, чтобы потом передать его в вентиляцию. При использовании плит эти рамки достаточно сильно упрощаются. Еще одно отличие безмембранного ГТО заключается в том, что будет отсутствовать сильное препятствие циркуляции воздуха. При бесканальном типе обменника гравий будет являться естественным препятствием воздушному потоку, из-за чего приходится оборудовать систему дополнительными вентиляторами чаще всего.

Основная проблема использования такого грунтового теплообменника для вентиляции своими руками заключается в том, что система не является сплошной, а потому применять ее полностью запрещается в тех регионах, где наблюдается повышенный уровень грунтовых вод или же имеется шанс того, что систему затопит атмосферными осадками.

Что такое рекуператор и как он работает?

Если перевести слово рекуператор с латинского, то получится – получение чего-то обратно.

Когда какое-то помещение вентилируется, то часть теплого воздуха уходит наружу, что снижает эффективность например, отопления в холодный период. Чтобы снизить теплопотери, как-раз и применяются рекуператоры.

Рекуператор, другими словами это теплообменник.

Кстати, забегая вперед, весьма достойный рекуператор вполне можно изготовить своими руками и по качеству он не будет уступать покупному ничем.

Принцип работы рекуператора простым языком таков: есть квадратная труба, сквозь которую выходит воздух из помещения в одном направлении, а перпендикулярно движется свежий воздух с улицы. Внутри стоят специальные пластины, которые не позволяют потокам смешиваться, но благодаря им, тепло от выходящего на улицу воздуха передается входящему потоку свежего воздуха – происходит теплообмен.

В результате попадающий внутрь помещения воздух гораздо теплее, а как выгода – теплопотери существенно снижаются.

Экономия налицо. При наружнем морозе в -15˚C и температуре выходящего через вентиляцию воздуха около +20˚C, при использовании рекуператора, входящий свежий воздух будет иметь температуру около +4 – +8˚C. Собственно это и есть основное предназначение всех рекуператоров.

Рекуператоры бывают четырех видов.

1. Пластинчатые – наиболее распространенные, с КПД 40-65%. Не требуют электричества, но обледенивают в зимний период и подсушивают воздух.
2. Роторные – в них входящий воздух нагревается благодаря тому, что проходит сквозь вращающийся теплообменник. КПД до 87%. Плюс – не пересушивает воздух. Требует электричество.
3. Рециркуляционные (с испольозанием воды или антифриза, в качестве посредника при передачи тепла). КПД 50-65%, требуют электричество и пересушивают воздух.
4. Крышные (используются в промышленных установках и для квартиры или частного дома не подходят) КПД 55-68%.

Поэтому для простого покупателя выбор ограничивается между пластинчатыми и роторными.

Первые дешевле, но менее эффективны.

Вторые – дороже, но более выгодны в процессе эксплуатации.

Как изготовить рекуператор своими руками.

Процесс не такой сложный, как может показаться на первый взгляд.

Для работы необходим листовой оцинкованный металл, несколько пластиковых пластин толщиной 4 и шириной 20мм, и четыре фланца из пластика.

Этапы работы:

1. Нарезаем металлические пластины размером 30х30см. Такого же размера режем пластиковые пластины.
2. На первый лист накоеиваем с помощью силикона две пластмассовые полосы – например, слева и справа. На них, сверху приклеиваем вторую пластину. На нее тоже клеим две полосы, но уже спереди и сзади. И так далее.
3. По достижении нашим теплообменником высоты около 150мм, заканчиваем клеить и оставляем изделие сохнуть.

1. После высыхания, с каждой из сторон теплообменника приклеиваем по пластиковому фланцу, заделывая оставшееся вокруг него пространство герметиком. Воздух толжен проходить только сквозь фланцы.
2. Делаем корпус самого рекуператора – из ДСП, фанеры, пластика – не важно, и помещаем наш теплообменник внутрь.
3. Подключаем рекуператор к системе приточно-вытяжной вентиляции, соблюдая вход и выход воздушных потоков.

Советы из личного опыта:

Обязательно утеплите корпус рекуператора. Любым материалом, в принципе не важно.

Сделайте байпас на приточную вентиляцию. Периодически включая его, можно будет без труда разморозить обледеневший теплообменник зимой. Теплый воздух, выходящий из помещения растопит наледь, после чего снова можно будет пустить приточный воздух через рекуператор.

Теплообменник, создающий свежий воздух

Идеально энергоэффективный дом должен быть плотно закрытым, чтобы летом внутри оставался прохладный воздух, а зимой – снаружи. Проблема в том, что нам нужно обеспечить циркуляцию свежего воздуха, чтобы удалить запахи, ввести кислород и снизить риск образования плесени и плесени.

Есть ли способ перемещать воздух внутрь и наружу, сводя к минимуму поступление тепла внутрь и наружу?

Это может сделать один простой гаджет: теплообменник, он же вентилятор с рекуперацией тепла.«Вместо того, чтобы позволять воздуху свободно входить и выходить, в теплообменнике используются два небольших вентилятора, которые втягивают входящий и выходящий воздух через параллельные чередующиеся воздуховоды. Два потока не смешиваются, но тепло проходит между ними через тонкие металлические стенки каналов.

Зимой теплый воздух, выходящий через теплообменник, отдает тепло поступающему холодному воздуху, а летом холодный воздух, выходящий через теплообменник, отбирает тепло у входящего горячего воздуха, так что к тому времени поступающий воздух попадает в дом, уже не жарко.

Вентиляторы с рекуперацией тепла дешевы в эксплуатации, поскольку они содержат всего пару вентиляторов. Но их покупка может быть дорогостоящей – от 450 долларов и выше.

Вот как вы можете построить свой собственный за значительно меньшие деньги, от 50 до 100 долларов, в зависимости от того, сколько материалов у вас уже есть. Это моя первая попытка дизайна, и она работает, но я не утверждаю, что оптимизировал ее. Не стесняйтесь делать это лучше.

Я очень благодарен СДЕЛАТЬ стажеру Эрику Чу за то, что он взялся за тяжелую работу по изготовлению и тестированию, используя планы, которые я нарисовал.

Дизайн

Это важные конструктивные особенности, позволяющие максимально эффективно использовать теплообменник:

• Внутренние панели должны иметь максимальную площадь поверхности по отношению к объему.

• Панели должны быть из тонкого, теплопроводящего металла.

• Входящий и выходящий воздух должны двигаться в противоположных направлениях.

Поскольку алюминий очень эффективно проводит тепло, я решил сделать панели из алюминиевой фольги, приклеенной к деревянным каркасам, с просверленными отверстиями по краям каркасов для прохождения воздуха.Вентиляторы для дешевых компьютеров хороши, так как они тихие и не потребляют много энергии. Поскольку этот блок просто обеспечивает умеренную вентиляцию, а не обогревает или активно охлаждает помещение, наполненное воздухом, скорость потока может быть низкой.

Можно предположить, что более медленный воздушный поток дает больше возможностей для теплопередачи между выходящим воздухом и входящим воздухом. Теоретически это должно быть правдой, но на практике играют роль другие факторы, такие как проникновение тепла или утечка из коробки, в которой находится блок. .Когда мы тестировали наш теплообменник на холодном ночном воздухе, мы обнаружили, что более высокие скорости вращения вентилятора на самом деле больше нагревают поступающий воздух. Возможно, это связано с тем, что более быстро движущийся воздух увеличивает температурный градиент на пути теплопередачи и предохраняет коробку, в которой находится устройство, от холода.

Где именно золотая середина? Я предлагаю вам собрать агрегат и экспериментально отрегулировать скорость вентилятора, чтобы выяснить это.

Что такое теплообменник?

Теплообменники передают энергию в виде тепла от одной среды (например,г, газ или жидкость) к другому. Они используются в промышленности, в автомобилях и дома, в том числе в холодильниках и накопительных обогревателях. Теплообменники, специально разработанные для рекуперации тепла от отходов, выхлопных газов и жидкостей и последующего его повторного использования путем передачи его непосредственно в другую среду, известны как рекуператоры. Recair производит сердечник для вентиляторов с рекуперацией тепла воздух-воздух.

Как это работает?

В рекуперативном теплообменнике воздух-воздух входящий и выходящий потоки воздуха разделены твердой перегородкой (т.е.д, стенка воздуховода). При наличии разницы в температуре между двумя воздушными потоками тепло от более теплого воздушного потока будет передаваться через барьер более холодному воздушному потоку в соответствии со вторым законом термодинамики. Это означает, что тепло будет перемещаться из более горячего региона в более холодный. Таким образом, тепло от теплого несвежего воздуха, выходящего из здания, передается прохладному свежему воздуху, поступающему в здание, или наоборот.

Как узнать, что теплообменник работает нормально?

При установке системы вентиляции с рекуперацией тепла большинство людей хотят быть уверенными в том, что они не будут чувствовать холодных или горячих сквозняков: i.е, воздух, выходящий из теплообменника в дом, должен иметь более или менее ту же температуру, что и воздух, уже находящийся в доме. Но люди могли требовать большего. Тот факт, что теплообменник подает воздух более или менее правильной температуры, не означает, что он работает на 100% эффективно. Если он не рекуперирует столько тепла, сколько возможно, это не экономит вам столько денег, сколько могло бы! В течение всего срока службы теплообменника даже самые незначительные улучшения эффективности могут привести к значительной экономии ваших счетов за электроэнергию.Вот почему Recair постоянно стремится сделать свою продукцию максимально эффективной, чтобы все тепло передавалось от отработанного воздуха к поступающему, при этом отработанный воздух, выходящий из теплообменника, имеет ту же температуру, что и наружный воздух, а свежий воздух. попадание в комнату той же температуры, что и воздух внутри.

Как Recair достигает максимальной производительности?

Чтобы достичь этого идеала, мы работали с нашим отделом исследований и разработок, чтобы понять, каким условиям должен соответствовать теплообменник, чтобы обеспечить максимально возможную тепловую эффективность для обоих потоков воздуха.Благодаря научным испытаниям мы обнаружили, что максимально эффективный теплообменник должен соответствовать определенным критериям.

Ядра Ядра Продукция

Максимальные критерии производительность	Как Recair соответствует
Два воздушных потока должны находиться в чисто противотоке (т. Е. С потоками, движущимися в противоположных направлениях).	Воздушные потоки во всех ядрах Recair находятся в противотоке.
Массовые потоки воздуха должны быть в идеальном равновесии (т.е. масса воздуха, проходящего в каждом направлении в течение заданного периода времени, должна быть одинаковой).	Recair рекомендует производителям блоков HRV обеспечить выполнение этого условия, чтобы сердечники Recair, установленные в их блоках, могли обеспечить превосходную производительность.
Не должно быть утечки ни между воздушными потоками, ни между любым из воздушных потоков и внешней стороной теплообменника.	Recair показывают незначительную утечку (в среднем <0,5%), что делает их одними из лучших на рынке.
Для обеспечения максимального контакта двух воздушных потоков (через стенки воздуховода) площадь поверхности, доступная для теплообмена, должна быть как можно большей.	Благодаря своей уникальной конструкции с треугольными каналами, сердечники Recair имеют на большую площадь теплообмена на , чем другие изделия аналогичного размера (теплообменная емкость на > 50% выше, чем у квадратных каналов при той же потере давления ).
Для максимальной теплоотдачи распределение воздушных потоков должно быть равномерным.	Небольшие треугольные каналы сердечников Recair обеспечивают противоток с равномерным распределением потока .
Все тепло должно передаваться непосредственно через стенку воздуховода. : тепло не должно проводиться по длине стенки воздуховода.	Для ограничения теплопроводности стенки воздуховодов в сердечниках Recair изготовлены из полистирола – материала с низкой теплопроводностью.
Для удобства использования теплообменник должен быть как можно более компактным.	Recair обеспечивают наилучшее соотношение между теплообменной поверхностью и внутренним объемом.
Для обеспечения экономической жизнеспособности затраты на материалы, производство, установку и использование должны быть минимальными.	Recair экономична, требует мало материалов, легка в транспортировке и проста в обращении.
Во избежание сквозняков разница температур между поступающим свежим воздухом и воздухом в помещении не должна превышать 1,5 ° C.	При разнице температур внутри и снаружи в 30 ° C только ядро ​​Recair достигает достаточной эффективности (> 95%, включая тепло вентилятора) для достижения этой цели.

Если приведенная выше информация заинтересовала вас и вы хотите узнать больше, пожалуйста, заполните нашу контактную форму.

Обзор: теплообменники с тепловыми трубками на IROST | Международный журнал низкоуглеродных технологий

Абстрактные

Использование тепловой трубки в качестве компонента устройства рекуперации тепла получило всемирное признание.Тепловые трубки пассивны, очень надежны и обеспечивают высокую скорость теплопередачи. Это исследование обобщает исследования различных типов систем рекуперации тепла с тепловыми трубами (HPHRS). Исследования классифицируются по типу HPHRS. Это исследование основано на 30-летнем опыте работы с тепловыми трубками и системами рекуперации тепла, которые представлены в этом исследовании.

1 ВВЕДЕНИЕ

Тепловая труба – это термодинамическое устройство, которое передает тепловую энергию из одного места в другое с очень небольшим перепадом температуры.На рис. 1 показана обычная тепловая труба с тремя секциями: (i) секция испарителя, где тепло добавляется в систему; (ii) конденсаторную секцию, где тепло отводится от системы; и (iii) адиабатическая секция, которая соединяет испаритель и конденсатор.

Рисунок 1.

Гравитационный теплообменник с тепловыми трубками.

Рисунок 1.

Гравитационный теплообменник с тепловыми трубками.

В последние годы значительный интерес вызывает теплообменник с тепловыми трубками как система рекуперации тепла [1–8].Тепловая трубка – относительный новичок в области теплопередачи, и ее потенциал еще предстоит оценить. Тепловые трубы идеально подходят для многих применений по рекуперации отработанного тепла из-за их способности действовать как трансформаторы теплового потока, их неприхотливости в обслуживании и их способности создавать изотермическую поверхность с низким тепловым сопротивлением. Блоки с тепловыми трубками могут обеспечить гибкость конструкции при планировании систем утилизации отработанного тепла, и их можно использовать при модернизации существующих систем.

2 КЛАССИФИКАЦИИ СИСТЕМ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВЫХ ТРУБ

Можно разделить на четыре основные области применения оборудования для утилизации отходящего тепла. Тепловые трубы идеально подходят для многих систем рекуперации отходящего тепла. Блоки с тепловыми трубками могут обеспечить гибкость конструкции при планировании систем утилизации отработанного тепла, и их можно использовать при модернизации существующих систем. Ниже описаны различные теплообменники с тепловыми трубками.

• газ-газ,

• газ-жидкость,

• жидкость-газ,

• жидкость-жидкость.

2.1 Теплообменник газ-газ с тепловой трубкой

Azad и Geoola [9] представили теоретический подход к проектированию гравитационных теплообменников с тепловыми трубками (GAHPHE). Теплообменник с тепловыми трубками, используемый для рекуперации тепла воздух-воздух, по сути представляет собой набор оребренных тепловых трубок, которые похожи на обычные паровые змеевики. Каждая отдельная трубка представляет собой тепловую трубку, и они работают независимо. Расположение теплообменника с тепловыми трубками может быть горизонтальным или наклонным с горячими секциями (испарителями) ниже холодных секций (конденсаторов).В последнем случае сила тяжести может быть использована для возврата конденсата в испаритель, т. Е. «С помощью силы тяжести». В гравитационном режиме наличие капиллярной структуры не обязательно, как в чисто капиллярной тепловой трубке. Тем не менее, большинство тепловых трубок, работающих под действием силы тяжести, действительно имеют капиллярную структуру для защиты жидкости от напряжения сдвига, создаваемого встречным потоком пара, а также для обеспечения распределения рабочей жидкости по окружности внутри секции испарителя.В тепловых трубках, работающих под действием силы тяжести, относительно высокая скорость теплопередачи может быть достигнута даже с рабочими жидкостями, имеющими низкое поверхностное натяжение. Горячий отработанный воздух проходит через секции испарителя тепловых труб, а холодный воздух проходит через секции конденсатора в противоположном направлении, то есть в противоточной системе. Схема GAHPHE показана на рисунке 1.

В этом исследовании представлен теоретический подход к проектированию GAHPHE. Вариация общей эффективности GAHPHE с C _e / C _c , где C _e – расход жидкости на горячей стороне ( м _e C _p ) и C _c расход жидкости на холодной стороне ( м _c. C _p ) для различных значений расстояния между трубками перпендикулярно направлению потока, количества ребер на метр, толщины ребер и длины испарителя и конденсатора. Также были представлены оптимальная конструкция для GAHPHE и изменение общей эффективности в зависимости от коэффициента проводимости для различных значений измененного количества единиц передачи для довольно широкого диапазона расчетов.

Азад и Алиахмад [10] исследовали тепловые характеристики теплообменника с тепловой трубой для рекуперации тепловой энергии из горячих выхлопных газов котла, чтобы заменить обычную систему рекуперации тепла (Ljungstrom) на теплоэлектростанции.Котел (рис. 2) включает пароперегреватели; газ также проходит через подогреватели и экономайзер и, наконец, через температурные профили системы рекуперации тепла для выхлопных газов из котла, показанные на рисунке 3 для разных уровней: выход из пароперегревателей, выход из подогревателей и экономайзер и вход в тепло система восстановления.

Рисунок 2.

Рисунок 2.

Рисунок 3.

Температурный профиль отходящих газов в котле.

Рисунок 3.

Температурный профиль отходящих газов в котле.

Азад и Канан [11] разработали многоступенчатую каскадную сушилку непрерывного действия. Горячий воздух вводился в основание слоя и заставлял материал в слое псевдоожижаться. На рисунках 4 и 5 показаны сушильная установка и плоские солнечные коллекторы. Псевдоожиженный слой идеален для сушки влажного материала в форме гранул, и благодаря тесному контакту между горячим воздухом и поверхностью кукурузы с желаемой скоростью он будет способствовать высокой теплопередаче за счет сочетания конвекции и теплопроводности.В конструкции солнечной сушилки для кукурузы сочетание двух технологий: псевдоожиженного слоя для сушки гранулированных материалов для непрерывной работы и тепловых труб в качестве устройства передачи тепловой энергии для теплообменника вода-воздух и рекуперации тепла воздух-воздух. система утилизации отработанного влажного воздуха. Подробно представлена ​​тепловая модель солнечной сушилки в сочетании с накопителем энергии и вспомогательной системой для постоянной температуры воздуха, поступающего в сушилку. В многоступенчатой ​​грядке кукуруза будет переходить с одной грядки на другую, когда содержание влаги достигнет заданного значения.Конечное содержание влаги в каждой секции определяется высотой перегородки над уровнем кукурузы и получается из следующего соотношения. Влажный отработанный воздух, удаляемый из осушителя, направляется в испарительную секцию системы рекуперации тепла воздух-воздух с тепловыми трубками и предварительно нагревает поступающий свежий воздух. Предварительно нагретый воздух дополнительно нагревается в теплообменнике вода-воздух с тепловыми трубками. Горячая вода для нагрева теплообменника подается солнечными коллекторами.

Рисунок 4.

Солнечная сушилка для кукурузы с псевдоожиженным слоем.

Рисунок 4.

Солнечная сушилка для кукурузы с псевдоожиженным слоем.

Рисунок 5.

Рисунок 5.

Два новых метода, которые использовались при сушке, т.е. тепловая труба и псевдоожиженный слой, имеют общее преимущество высокой способности теплопередачи. Комбинация этих двух новых технологий впервые применяется в сушилке для кукурузы. Благодаря преимуществам сушилки этого типа по сравнению с обычным методом, эта система может применяться для сушки многих зерновых продуктов с эффективным контролем влажности путем изменения только высоты.

Азад и др. . [12] представили теоретический анализ многоступенчатой ​​системы рекуперации тепла с тепловыми трубками (HPHRS). В этом исследовании были разработаны тепловые характеристики и температурный профиль в направлении потока испарительной и конденсаторной секций HPHRS. В этом исследовании представлены характеристики теплопередачи различных конфигураций HPHRS. В этом исследовании тепловые характеристики и температурный профиль в направлении потока секций испарителя и конденсатора HPHRS представлены на рисунках 6a и b, 7a и b.

Рисунок 6.

Многоступенчатый теплообменник с тепловыми трубками. Испаритель в серии ( a ) и ( b ) параллельно.

Рисунок 6.

Многоступенчатый теплообменник с тепловыми трубками. Испаритель в серии ( a ) и ( b ) параллельно.

Рисунок 7.

Распределение температуры в направлении потока (для трех ступеней). ( a ) Испарители включены последовательно; ( b ) Конденсаторы включены последовательно.

Рисунок 7.

Распределение температуры в направлении потока (для трех ступеней). ( a ) Испарители включены последовательно; ( b ) Конденсаторы включены последовательно.

Azad [13] описывает теоретический анализ системы рекуперации тепла с разделенными тепловыми трубками (SHPHR). Анализ основан на подходе NTU эффективности для определения характеристик теплопередачи. В этом исследовании представлено изменение общей эффективности рекуперации тепла в зависимости от количества единиц передачи.В SHPHR испаритель соединен с конденсатором через систему трубопроводов. Секция конденсатора расположена над испарителем, так что конденсат возвращается самотеком. Пар проходит через трубку (паропровод) к конденсатору, а конденсат возвращается в испаритель через трубку (жидкостный трубопровод) под действием силы тяжести. Паропровод соединяет верх испарителя с верхом конденсатора, а жидкостной трубопровод соединяет нижнюю часть конденсатора с нижней частью испарителя (Рисунок 8).SHPHR обладает всеми основными преимуществами обычного HPHR. Единственное различие между SHPHR и традиционной системой рекуперации тепла с тепловыми трубками заключается, главным образом, в разделении испарителя и конденсатора. В SHPHR испаритель и конденсатор могут быть расположены в разных местах.

Рисунок 8.

Система рекуперации тепла с разделенными тепловыми трубками.

Рисунок 8.

Система рекуперации тепла с разделенными тепловыми трубками.

2.2 Теплообменник с тепловой трубкой газ-жидкость

Азад и др. . [14] описали коаксиальный HPHRS. Он состоял из двух труб разного диаметра, которые смонтированы одна внутри другой, образуя концентрическое кольцевое пространство. Внутренняя поверхность внешней трубы покрыта фитильным материалом, заполнена водой и герметично закрыта. Работа тепловой трубы основана на испарении жидкости в секции испарителя и последующем потоке в ядре в направлении области низкого давления.Пар конденсируется на внешней поверхности внутренней трубы (конденсатора). После того, как скрытая теплота конденсации высвобождается в конденсаторе, жидкость падает в нижнюю часть испарителя и за счет капиллярной откачки через фитиль возвращается к источнику тепла, где снова испаряется. Представлен теоретический анализ коаксиального теплообменника с тепловыми трубками, основанный на подходе эффективности NTU для определения его характеристик теплопередачи. На рисунке 9 представлена ​​схема коаксиальной тепловой трубы.

Рисунок 9.

Рисунок 9.

2.3 Жидкостно-газовый теплообменник с тепловой трубкой

Азад и Гиббс [15] исследовали систему, состоящую из многорядного осевого теплообменника с тепловыми трубками с конденсатором наверху и соединенных последовательно в ряд. В этой системе конденсаторные трубы каждого ряда, параллельные друг другу, присоединяются на концах к коллекторам труб (Рисунок 10). Горячий выхлопной газ проходит через испарительные секции тепловых трубок; тепловые трубы отводят тепло от потока выхлопных газов и передают его воде в трубке конденсатора, вызывая тем самым повышение температуры воды на выходе.Теоретический анализ, представленный в этом исследовании, может быть использован для прогнозирования тепловых характеристик теплообменника с тепловыми трубками типа воздух-вода.

Рисунок 10.

Воздухо-водяной теплообменник с тепловыми трубками.

Рисунок 10.

Воздухо-водяной теплообменник с тепловыми трубками.

В работе Азада и Бахара [16] теплообменник с тепловыми трубками вода-воздух, показанный на рис. 11, по сути, представляет собой массив частично оребренных (только секции конденсатора) тепловых труб.Секции испарителя заключены в прямоугольную коробку, а водяной канал перекрыт трехходовой конструкцией для направления потока через массив тепловых труб и достижения равномерного распределения температуры. Холодный воздух проходит через секции конденсатора в противотоке с горячей водой, протекающей в секциях испарителя. Некоторые потенциальные преимущества тепловой трубы в этом применении включают низкий перепад температуры, теплопередачу и резервирование. Каждый блок представляет собой автономную насосную систему, и ряд отказов не повлияет на работу системы.В данном исследовании описан анализ конструкции теплообменника с тепловыми трубками вода-воздух. Характеристики теплообменника изучаются аналитически, чтобы представить производительность теплообменника.

Рис. 11.

Теплообменник типа «вода-воздух» с тепловыми трубками.

Рис. 11.

Теплообменник типа вода-воздух с тепловыми трубками.

Азад и Каримеддини [17] разработали процесс сухого охлаждения (рис. 12) для тепловой электростанции, в котором номинальные характеристики охлаждения могут поддерживаться даже при высокой температуре окружающей среды.Модуль воздушного охлаждения состоит из двух блоков тепловых трубок Y-образной формы. В каждой банке по 180 тепловых трубок. Они устанавливаются на трубопровод, по которому охлаждающая вода проходит мимо нижних концов тепловых трубок (испарителя). Тепловые трубки передают тепловую энергию от испарителей к конденсаторам, и тепло отводится воздуху, сначала за счет конвекции от поверхностей круглых ребер, а затем за счет силы воздушного потока, втягиваемого вентилятором, проходящего через ребра и выходящего наружу. атмосфера.Количество тепла, которое отводится воздухоохладителем, в значительной степени зависит от объемного расхода воздуха через теплообменник. Тепловая трубка как отдельный компонент сетчатого фитиля HPAC используется в испарителе тепловой трубки для распределения жидкости в испарителе двухфазного термосифона. Металлическая трубная решетка разделяет две секции и содержит необходимые герметичные уплотнения (уплотнительные кольца) для каждой тепловой трубы, которые предотвращают утечку воды и легкое извлечение тепловых трубок из охладителя, если они не работают.

Рисунок 12.

Воздухоохладитель с тепловыми трубками. (а) Воздухоохладитель с тепловыми трубками; (б) Тепловая трубка как охлаждающий элемент.

Рисунок 12.

Воздухоохладитель с тепловыми трубками. (а) Воздухоохладитель с тепловыми трубками; (б) Тепловая трубка как охлаждающий элемент.

Азад [18] сообщил, что на всасывающем нагревателе с тепловой трубкой на ТЭЦ тепловая труба является компонентом всасывающего нагревателя. Тепловая труба имеет продольные ребра только в секции конденсатора, внутренняя поверхность труб облицована сетчатой ​​структурой для распределения рабочей жидкости, а также для возврата конденсата из конденсатора в испаритель.

Несколько тепловых трубок размещены параллельно в кожухе, как показано на рисунке 13. Пар входит из верхней части теплообменника и передает свое скрытое тепло рабочей жидкости тепловых трубок и конденсируется на поверхностях труб. а конденсат удаляется из нижних частей теплообменника. Тепло, поглощаемое тепловыми трубками вязкой жидкости, вызывает повышение ее температуры и, как следствие, снижение вязкости, в результате чего жидкость легко течет.

Рис. 13.

Всасывающий нагреватель с тепловыми трубками.

Рис. 13.

Всасывающий нагреватель с тепловыми трубками.

3 ВЫВОДЫ

В этом документе представлены различные типы HPHRS.

Системы рекуперации тепла были спроектированы с использованием тепловых труб в качестве транспортных устройств. Тепловые трубы эффективно извлекают тепловую отходящую энергию из горячего выхлопного газа и передают ее для повышения температуры жидкости на входе. HPHRS имеет следующие преимущества:

ССЫЛКИ

1.

Обзор систем рекуперации тепла газ-газ

,

J Heat Recov Syst

,

1980

, vol.

1

(стр.

3

–

41

) 2,.

Оптимальная конструкция теплообменника с тепловыми трубками

,

J Heat Recov Syst

,

1984

, vol.

4

(стр.

9

–

24

) 3,,.

Рекуперация тепла с низкой потерей давления для естественной вентиляции

,

Energy Build

,

1998

, vol.

28

(стр.

179

–

84

) 4,,.

Моделирование комбинированного газотурбинного двигателя и системы тепловых труб для рекуперации и утилизации отработанного тепла

,

J Energy Convers Manage

,

1998

, vol.

39

(стр.

81

–

6

) 5,,.

Новая термоэлектрическая система охлаждения с использованием тепловых труб и материала с фазовым переходом: экспериментальное исследование

,

J Renew Energy

,

2010

, vol.

23

(стр.

313

–

23

) 6.

Оптимальная длина оребренной трубы для утилизации отходящего тепла

,

Дж Energy Convers Manage

,

2008

, об.

49

(стр.

96

–

100

) 7.

Обзор тепловых трубок в современных теплообменниках

,

J Appl Thermal Eng

,

2005

, vol.

25

(стр.

1

–

19

) 8.

На периодическом двухфазном термосифоне, работающем против силы тяжести

,

Int J Thermal Sci

,

2006

, vol.

45

(стр.

124

–

37

) 9,.

Методика проектирования гравитационного теплообменника с тепловыми трубками

,

J Heat Recov Syst

,

1984

, vol.

4

(стр.

101

–

11

) 10,.

Тепловые характеристики рекуператора отходящего тепла с тепловыми трубками для ТЭЦ

,

J Heat Recov Syst CHP

,

1989

, т.

9

(стр.

275

–

80

) 11,.

Гранулированные материалы с солнечной сушкой в ​​псевдоожиженном слое

,

2004

Конференция SESCI University of Waterloo

12,,.

Влияние различной компоновки на производительность системы рекуперации тепла с тепловыми трубками

,

J Heat Recov Syst

,

1986

, vol.

6

(стр.

143

–

9

) 13.

Система рекуперации тепла с разделенными тепловыми трубками

,

Int J Low Carbon Technol

,

2008

, vol.

3

(стр.

191

–

202

) 14,.

Конструкция коаксиального теплообменника с тепловыми трубками воздух-вода

,

J Heat Recov Syst

,

1985

, vol.

5

(стр.

217

–

24

) 15,.

Анализ теплообменника с тепловыми трубками воздух-вода

,

J Heat Recov Syst CHP

,

1987

, vol.

7

(стр.

351

–

8

) 16,,.

Конструкция теплообменника с тепловыми трубками, работающего под действием силы тяжести вода-воздух

,

J Heat Recov Syst

,

1985

, vol.

5

(стр.

589

–

99

) 17,.

Новая концепция охлаждения тепловых трубок для сухой тепловой электростанции при высоких температурах окружающей среды

,

Дж Inst Energy

,

1990

(стр.

119

–

23

) 18.

Анализ производительности всасывающего нагревателя с тепловыми трубками для ТЭЦ

,

J Appl Mech Res

,

2007

, vol.

1

(стр.

3

–

6

)

© Автор, 2012. Опубликовано Oxford University Press. Все права защищены. Для получения разрешений обращайтесь по электронной почте: [email protected]

Эффективность рекуперации тепла

Общие принципы рекуперации энергии

Установки рекуперации тепла, используемые в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, основаны на некоторых общих принципах:

• Возвратный воздух
• Ротационные теплообменники
• Воздух-жидкость-воздух
• Крест Поточные теплообменники
• Тепловые насосы

Поперечно-проточные и вращающиеся теплообменники показаны ниже:

Блоки рекуперации возвратного воздуха

В блоке рекуперации возвратного воздуха – использованный воздух смешивается с подпиточным или приточным воздухом.Энергия выходящего воздуха подается непосредственно в подпиточный воздух. Передается как явное, так и скрытое (влага) тепло.

Вращающиеся теплообменники

Во вращающемся теплообменнике – выходящий воздух нагревает (или охлаждает) теплообменник, когда колесо проходит через выходящий воздушный поток. Энергия передается подпиточному воздуху, когда колесо проходит через подпиточный воздух.

Может передаваться как явное, так и скрытое тепло. Скрытое тепло, когда влага из выходящего воздуха конденсируется на колесе.Больше влаги можно передать с помощью гигроскопического колеса. В теплообменниках без гигроскопических колес сливается большая часть конденсата.

Обменники воздух-жидкость-воздух

В теплообменнике воздух-жидкость-воздух тепло передается в теплообменнике от выходящего воздуха к циркулирующей жидкости. Жидкость циркулирует в теплообменнике с подпиточным воздухом, где тепло передается приточному воздуху.

Может передаваться как явное, так и скрытое тепло. Скрытое тепло, когда влага из выходящего воздуха конденсируется в теплообменнике.Влага не передается.

Теплообменники с перекрестным потоком

В теплообменниках с перекрестным потоком тепло передается непосредственно от выходящего воздуха к воздуху подпитки через разделительные стенки теплообменника.

Может передаваться как явное, так и скрытое тепло. Скрытое тепло, когда влага из выходящего воздуха конденсируется на теплообменнике. Влага не передается.

Тепловые насосы

Тепловой насос позволяет – с некоторой дополнительной энергией – передавать в подпиточный воздух больше энергии выходящего воздуха, чем любая другая система.Потребление энергии составляет примерно от от 1/3 до 1/5 рекуперированной энергии.

Может передаваться как явное, так и скрытое тепло. Скрытое тепло, когда влага из выходящего воздуха конденсируется на теплообменнике. Влага не передается.

Процесс нагрева – рекуперация без переноса влаги

Процесс нагрева без переноса влаги с устройством рекуперации – типичный, как устройство с поперечным потоком на рисунке выше – можно визуализировать на психрометрической диаграмме Молье как

Процесс нагрева – рекуперация с переносом влаги

Процесс нагрева с переносом влаги и рекуперацией – типичный, как блок с вращающимся колесом на рисунке выше – можно визуализировать на психрометрической диаграмме Молье как

Процесс нагрева с рекуперацией тепла и влаги может быть альтернативно быть визуализировано на психрометрической диаграмме как

Эффективность теплопередачи

Эффективность теплопередачи для рекуператора тепла может быть рассчитана как

μ _t = (t ₂ – t ₁ ) / (т ₃ – т ₁ ) (1)

где

μ _t = эффективность передачи температуры

t ₁ = температура внешнего подпиточного воздуха до теплообменника ( ^o C, ^o F)

t ₂ = температура внешнего подпиточного воздуха после теплообменника ( ^o C , ^o F )

t ₃ = температура выходящего воздуха перед теплообменником ( ^o C , ^o F )

Эффективность передачи влаги

Эффективность передачи влаги для рекуператора тепла может быть рассчитана как

мкм _м = (x ₂ – x ₁ ) / (x ₃ – x ₁ ) (2)

где

μ _м = эффективность влагопереноса

x ₁ = влажность внешнего подпиточного воздуха перед теплообменником (кг / кг, гран / фунт)

x ₂ = влажность внешнего подпиточного воздуха после теплообменника (кг / кг, гран / фунт )

x ₃ = влажность выходящий воздух до теплообменник (кг / кг, гран / фунт )

Эффективность передачи энтальпии

Эффективность передачи энтальпии для блока рекуперации тепла можно рассчитать как

μ _e = (h ₂ – h ₁ ) / (h ₃ – h ₁ ) (3)

где

μ 902 06 e = эффективность передачи энтальпии

ч ₁ = энтальпия внешнего подпиточного воздуха до теплообменника (кДж / кг, БТЕ / фунт)

ч ₂ = энтальпия внешнего подпиточного воздуха после теплообменника (кДж / кг , БТЕ / фунт )

ч ₃ = энтальпия выходящего воздуха перед теплообменником (кДж / кг , британские тепловые единицы / фунт )

Связанные мобильные приложения из Engineering ToolBox

– бесплатные приложения для автономного использования на мобильных устройствах.

Калькулятор КПД теплообменника

Калькулятор, представленный ниже, можно использовать для расчета КПД по температуре, влажности или энтальпии для теплообменника – как в британских, так и в метрических единицах. Расчет теплообмена (кВт) действителен для метрических единиц.

Рекуператор своими руками (система вентиляции дома)

Я работаю над этим проектом довольно давно. Идея родилась около двух лет назад, когда я переехал в свою квартиру на цокольном этаже площадью 30 кв.м., и зимой у меня был выбор: свежий воздух или теплая комната, но не то и другое вместе.Я искал много разных решений, таких как простой вентилятор, вентилятор с керамическим поглотителем тепла и рекуперация. Все это было либо неэффективно, либо не соответствовало моему бюджету, поэтому я решил построить свой собственный рекуператор.

Было принято одно решение, и исследование началось. Я нашел много разных техник для самодельных рекуператоров, но они мне не понравились. Они были недостаточно эффективны, поэтому я решил воссоздать рекуператор, который стоит 4000 евро в магазине.

Вот как я над этим работаю:

Вещи, которые мне нужны

• Корпус
• Вентиляторы
• Теплообменник
• Электронный блок управления
• Серводвигатели для обходного люка

Изготовление 3D модели корпуса

Я изучал основы 3D-моделирования в колледже.Поскольку это простая модель, у меня не было проблем с ее изготовлением. Когда закончили, я экспортировал каждую деталь в формат .pdf и отправил ее своему другу, который вырезал их из 4-миллиметровой фанеры.

Изготовление теплообменника:

Набираю картон и приступаю к резке:

Картон защищен двумя слоями стиропора (вверх и вниз) и алюминиевыми профилями по углам. Профили приклеиваются горячим клеем. Для разделения слоев также используется горячий клей. По бокам автомобильный комплект.

Блок управления

Блок управления

содержит контроллер Arduino, ЖК-экран, кнопки и тепловые датчики.

Доработал рамку для розеток под экран и кнопки.

Контроллер Arduino

будет размещен за экраном.

Корпус

Я использовал фанеру толщиной 4 мм и попросил друга вырезать ее на ЧПУ.

Дерево было покрашено и собрано.Все стыки заделаны силиконом.

… продолжение следует…

Нравится:

Нравится Загрузка …

Воздухо-воздушный теплообменник Diy

фото src: roselea.co.uk

Вентиляция с рекуперацией тепла ( HRV ), также известная как механическая вентиляция с рекуперацией тепла ( MVHR ), является вентиляцией с рекуперацией энергии Система, использующая оборудование, известное как вентилятор с рекуперацией тепла, теплообменник, воздухообменник или теплообменник воздух-воздух, в котором используется теплообменник с перекрестным или противотоком (противоточный теплообмен) между входящим и выходящим воздушным потоком.HRV обеспечивает свежий воздух и улучшенный климат-контроль, а также экономит энергию за счет снижения требований к обогреву (и охлаждению) для многих приложений, включая транспортные средства.

Вентиляторы с рекуперацией энергии (ERV) тесно связаны между собой, однако ERV также передают уровень влажности отработанного воздуха на приточный.

фото src: greenterrafirma.com

Карты, маршруты и обзоры мест

Преимущества

По мере того, как эффективность здания повышается за счет теплоизоляции и герметизации, здания намеренно становятся более герметичными и, как следствие, менее хорошо вентилируемыми.Системы HRV обеспечивают вентиляцию без потери тепла или влажности, что может вызвать нагрузку на системы отопления, вентиляции / вентиляции и кондиционирования (HVAC) здания. HRV подает свежий воздух в здание и улучшает климат-контроль, одновременно способствуя эффективному использованию энергии.

Строительные нормы Великобритании требуют одну замену воздуха каждые два часа (0,5 ACH). При традиционной вытяжной вентиляции это означает, что котел должен будет нагревать весь дом холодным воздухом 12 раз в день.

Воздухо-воздушный теплообменник Diy Video

Technology

HRV и ERV могут быть автономными устройствами, которые работают независимо, или они могут быть встроены или добавлены к существующим системам HVAC. Для небольшого здания, в котором почти каждая комната имеет внешнюю стену, устройство HRV / ERV может быть небольшим и обеспечивать вентиляцию отдельной комнаты. Для более крупного здания потребуется либо много маленьких блоков, либо большой центральный блок. Единственные требования к зданию – подача воздуха либо напрямую от внешней стены, либо по воздуховоду к ней, а также подача энергии для циркуляции воздуха, например энергии ветра или электричества для вентиляторов и электронной системы управления.При использовании с «центральными» системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха система будет с принудительной подачей воздуха.

Источник фото: www.youtube.com

Воздухо-воздушный теплообменник

Существует ряд типов воздухо-воздушных теплообменников, которые можно использовать в устройствах HRV:

• Теплообменник с перекрестным потоком теплообменник с КПД до 60% (пассивный)
• Рекуператор или поперечно-пластинчатый теплообменник, противоточный теплообменник, как показано на схеме справа
• Тепловое колесо или роторный теплообменник (требуется двигатель для вращения колеса)
• Тепловая трубка
• тонкие многопроволочные тепловые провода (теплообменник с тонкой проволокой)

• Кожухотрубный теплообменник
• Пластинчатый теплообменник
• Пластинчато-ребристый теплообменник
• Заземленный теплообменник
• Динамический скребковый теплообменник
• Рекуперация отработанного тепла Установка
• Микро-теплообменник
• Теплообменник с подвижным слоем

Входящий воздух

Воздух, поступающий в h температура теплообменника должна быть выше 0 ° C.В противном случае влажность в выходящем воздухе может конденсироваться, замерзать и блокировать теплообменник.

Достаточно высокой температуры входящего воздуха также можно достичь за счет

• рециркуляции части отработанного воздуха (вызывая ухудшение качества воздуха), когда это необходимо,
• за счет использования очень маленького (1 кВт) теплового насоса для подогрева входящего воздуха выше точки замерзания, прежде чем он попадет в устройство HRV. («Холодная» сторона этого теплового насоса расположена в выпускном отверстии для теплого воздуха.)
• с использованием нагревательной «батареи», питаемой теплом от источника тепла e.грамм. контур горячего водоснабжения от дровяного котла и т.д. ), обычно от 30 м до 40 м в длину и 20 см в диаметре, обычно закапывают примерно на 1,5 м ниже уровня земли. В Германии и Австрии это обычная конфигурация теплообменников “земля-воздух”.

  В помещениях с высокой влажностью, где внутренняя конденсация может привести к росту грибка / плесени в трубке, ведущему к загрязнению воздуха, существует несколько мер для предотвращения этого.

  • Обеспечение отвода воды из трубки
  • Регулярная очистка
  • Пробирки с нанесенным бактерицидным покрытием, например, с ионами серебра (нетоксично для человека)
  • Воздушные фильтры F7 / EU7 (> 0,4 ​​микрометра) для улавливания плесени ( размером от 2 до 20 микрометров)
  • УФ-очистка воздуха
  • Используйте теплообменник «земля-вода», см. ниже

  Трубы могут быть гофрированными / с прорезями для улучшения теплопередачи и отвода конденсата или гладкими / твердое вещество для предотвращения перехода газа / жидкости.

  Качество воздуха

  Это сильно зависит от объекта.

  Радон

  Одной из критических проблем при использовании теплообменника земля-воздух является его расположение в почвах с подстилающими пластами горных пород, которые выделяют радон. В таких ситуациях труба должна быть герметичной от окружающих почв, или необходимо использовать теплообменник воздух-вода.

  Бактерии и грибки

  Официальные исследования показывают, что теплообменники Земля-воздух (EAHX) уменьшают загрязнение воздуха вентиляцией зданий.Рабиндра (2004) утверждает: «Установлено, что туннель Земля-Воздух не поддерживает рост бактерий и грибков; скорее, он уменьшает количество бактерий и грибков, делая воздух более безопасным для вдыхания людьми. Следовательно, это ясно. что использование теплообменников земля-воздух не только помогает экономить энергию, но также помогает уменьшить загрязнение воздуха за счет уменьшения количества бактерий и грибков ».

  Точно так же Флюкигер (1999) в исследовании двенадцати теплообменников Земля-воздух, различающихся по конструкции, материалу труб, размеру и возрасту, заявил: «Это исследование было выполнено из-за опасений по поводу потенциального роста микробов в подземных трубах. воздушные системы, связанные с землей.Однако результаты показывают, что никакого вредного роста не происходит и что концентрации в воздухе жизнеспособных спор и бактерий, за некоторыми исключениями, даже снижаются после прохождения через систему трубопроводов », и далее утверждают:« На основе этих исследований работа наземных сопряженные теплообменники земля-воздух приемлемы при условии проведения регулярных проверок и наличия соответствующих средств очистки ».

  
  

  Источник фото: www.instructables.com

  Теплообменник земля-вода

  Альтернатива к теплообменнику земля-воздух – теплообменник земля-вода.Обычно это похоже на трубку геотермального теплового насоса, горизонтально встроенную в почву (или может быть вертикальная труба / зонд) на аналогичную глубину EAHX. В нем используется примерно вдвое большая длина трубы диаметром 35 мм, то есть около 80 метров по сравнению с EAHX. Змеевик теплообменника расположен перед входом воздуха в HRV. Обычно в качестве теплоносителя используется рассол (сильно подсоленная вода), который немного более эффективен и экологически безопасен, чем полипропиленовые теплоносители.

  В умеренном климате в энергоэффективном здании, таком как пассивный дом, этого более чем достаточно для комфортного охлаждения летом без использования системы кондиционирования воздуха. В более жарком климате очень маленький микротепловой насос воздух-воздух в обратном направлении (кондиционер) с испарителем (отдающим тепло) на входе воздуха после теплообменника HRV и конденсатором (забирающим тепло) из воздуха. выхода после теплообменника будет достаточно.

  
  

  Источник фото: cubtab.com

  Сезонный байпас

  В определенное время года более эффективно использовать байпас теплообменника вентиляции с рекуперацией тепла и теплообменника HRV или теплообменника земля-воздух (EAHX).

  Например, зимой земля на глубине теплообменника земля-воздух обычно намного теплее, чем температура воздуха. Воздух нагревается землей еще до того, как достигнет воздушного теплообменника.

  Летом все наоборот. Воздух охлаждается в земле в воздухообменнике.Но после прохождения EAHX воздух нагревается вентилятором с рекуперацией тепла за счет тепла выходящего воздуха. В этом случае HRV может иметь внутренний байпас, чтобы поступающий воздух обходил теплообменник, максимизируя охлаждающий потенциал земли.

  Осенью и весной EAHX может не иметь тепловых преимуществ – он может слишком сильно нагреть / охладить воздух, и будет лучше использовать внешний воздух напрямую. В этом случае полезно иметь байпас, чтобы EAHX отключался и воздух забирался непосредственно снаружи.Датчик перепада температуры с клапаном с электроприводом может управлять функцией байпаса.

  Источник статьи: Википедия

  Объяснение теплообменников HVAC – инженерное мышление

  Описание теплообменников

  HVAC. В этой статье мы собираемся обсудить различные типы теплообменников, используемых в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также в системах обслуживания зданий как для жилой, так и для коммерческой недвижимости. Мы также рассмотрим, как они применяются к компонентам системы для кондиционирования построенной среды, охватывая принцип работы обычных теплообменников HVAC с анимацией.
  Прокрутите вниз, чтобы просмотреть видеоурок – включает подробные анимации для каждого теплообменника!

  🏆 Ознакомьтесь с широким спектром реальных теплообменников Danfoss нажмите здесь

  Теплообменники Danfoss повышают эффективность, сокращают заправку хладагента и экономят место в вашей системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Вы можете найти весь ассортимент и узнать больше о каждом на веб-сайте Данфосс. Узнайте больше о теплообменниках Danfoss: ссылка здесь

  Что такое теплообменник?

  Теплообменник – это именно то, что следует из названия, устройство, используемое для передачи (обмена) тепла или тепловой энергии.В теплообменники подается либо горячая жидкость для нагрева, либо холодная жидкость для охлаждения.

  • Жидкость может быть жидкостью или газом
  • Тепло всегда течет от горячего к холодному
  • Для того, чтобы тепло текло, должна быть разница температур

  Как происходит теплообмен?

  Тепловая энергия передается тремя способами.

  • Проводимость
  • Конвекция
  • Излучение

  В большинстве теплообменников для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используются конвекция и теплопроводность.Радиационная теплопередача действительно происходит, но составляет лишь небольшой процент.

  Кондуктивная теплопередача

  Тепловое изображение теплопроводностью

  Проводимость возникает, когда два материала с разной температурой физически соприкасаются. Например, мы ставим чашку горячего кофе на стол на несколько минут, а затем снимаем чашку, так как стол проводит часть этой тепловой энергии.

  Конвекционная теплопередача

  Конвекционная теплопередача

  Конвекция возникает, когда жидкости движутся и уносят тепловую энергию.Это может произойти естественным путем или под действием механической силы, например, при использовании вентилятора. Например, вы подуете на горячую ложку супа. Вы дуетесь ложкой, чтобы остудить суп, и воздух уносит это тепло.

  Радиационная теплопередача

  Радиационная теплопередача

  Излучение возникает, когда поверхность излучает электромагнитные волны. Все, включая вас, излучает некоторое тепловое излучение. Чем горячее поверхность, тем больше теплового излучения она излучает. Примером этого может быть солнце.Тепло от солнца распространяется в виде электромагнитных волн через пространство и достигает нас, не имея ничего промежуточного.

  Используемые жидкости

  Жидкости, используемые в системе HVAC, обычно включают воду, пар, воздух, хладагент или масло в качестве среды передачи. Теплообменники HVAC обычно выполняют одно из двух: они либо нагревают, либо охлаждают воздух или воду. Некоторые из них используются для охлаждения или нагрева оборудования по соображениям производительности, но большинство используются для кондиционирования воздуха или воды.

  Типы теплообменников.

  Большинство теплообменников имеют одну из двух конструкций. Либо катушечный, либо пластинчатый. Давайте взглянем на основы того, как работают оба эти средства, а затем посмотрим, как они применяются к обычным теплообменникам в системах.

  Змеевиковый теплообменник – упрощенный

  Базовый змеевиковый теплообменник Змеевиковые теплообменники

  в своей простейшей форме используют одну или несколько труб, которые проходят несколько раз вперед и назад. Трубка разделяет две жидкости. Одна жидкость течет внутри трубки, а другая – снаружи.Давайте посмотрим на пример отопления. Тепло передается от горячей внутренней жидкости к стенке трубы посредством конвекции, затем оно проходит через стенку трубы на другую сторону, и внешняя жидкость уносит его также посредством конвекции.

  Пластинчатые теплообменники – упрощенные

  Базовый пластинчатый теплообменник В пластинчатых теплообменниках

  используются тонкие металлические пластины для разделения двух жидкостей. Жидкости обычно текут в противоположных направлениях для улучшения теплопередачи. Тепло самой горячей жидкости передается на стенку пластины и затем передается на другую сторону.Другая жидкость, которая поступает с более низкой температурой, уносит ее за счет конвекции.

  Давайте более подробно рассмотрим, как эти типы теплообменников применяются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

  Змеевик из оребренных труб (жидкость)

  Теплообменник с ребристыми трубками

  Ребристые трубы часто называют просто змеевиком, например, нагревательным или охлаждающим змеевиком. Это очень часто. Вы найдете их в установках кондиционирования воздуха, фанкойлах, системах воздуховодов, испарителях и конденсаторах систем кондиционирования воздуха, на задней панели холодильников, в внутрипольных обогревателях, список можно продолжить.

  В этих теплообменниках вода, хладагент или пар обычно проходят внутри, а воздух – снаружи.

  Например, при использовании для нагрева воздуха с использованием нагретой воды горячая вода течет внутри трубы и передает свою тепловую энергию посредством конвекции стенке трубы, существует разница температур между горячей водой и воздухом, поэтому тепло передается. через стенку трубы. Воздух, проходящий снаружи, уносит это за счет конвекции.

  Ребра обычно соединяются между всеми трубами, они находятся прямо на пути потока воздуха и помогают отводить тепло из трубы и переносить его в воздух, поскольку это действует как расширение поверхности трубы.Большая площадь поверхности = больше места для передачи тепла.

  Канальный пластинчатый теплообменник

  Канальный пластинчатый теплообменник

  Канальные пластинчатые теплообменники используются в приточно-вытяжных установках для обмена тепловой энергией между потоками всасываемого и вытяжного воздуха без передачи влаги и смешивания потоков воздуха. Теплообменник изготовлен из тонких листов металла, обычно алюминия, с двумя жидкостями разной температуры, текущими в противоположных диагональных направлениях. Обычно в обоих используется воздух, но также могут использоваться выхлопные газы от чего-то вроде двигателя ТЭЦ.

  Тепло от одного потока передается на тонкие листы металла, которые разделяют потоки, затем проходит через металл и уносится принудительной конвекцией в другой поток.

  Внутрипольный конвектор

  Внутрипольный обогреватель

  Внутрипольные обогреватели устанавливаются по периметру здания, обычно под окном или стеклянной стеной, и очень распространены в новых коммерческих зданиях. Канальные обогреватели устанавливаются в пол и предназначены для уменьшения потерь тепла через стекло, а также предотвращения образования конденсата.

  Они делают это, создавая стену конвективных воздушных потоков. В канальных обогревателях обычно используется горячая вода или электрические нагревательные элементы для нагрева воздуха. Их расположение на уровне пола означает, что у них есть доступ к самому холодному воздуху в комнате. Теплообменник передает тепло через ребристую трубу, в результате чего холодный воздух нагревается и поднимается к потолку. По мере того, как теплый воздух поднимается вверх, на его место устремляется более холодный воздух в комнате. Это создает конвективный поток и тепловую границу между стеклом и комнатой.

  Канальный электронагреватель – открытый змеевик

  Канальный электронагреватель

  Нагревательные элементы с открытым змеевиком используются в основном в воздуховодах, печах и иногда в фанкойлах. Они работают с использованием открытых катушек под напряжением из металла с высоким сопротивлением для генерации тепла. Эти теплообменники помещаются непосредственно в поток воздуха, и когда воздух проходит через змеевики, тепловая энергия передается посредством конвекции. Они обеспечивают равномерное нагревание воздушного потока, хотя используются только там, где это безопасно, и к ним нелегко получить доступ.

  Теплообменники MicroChannel

  Микроканальный теплообменник

  Микроканальные теплообменники – это усовершенствование змеевика из оребренных труб, обеспечивающее превосходный теплообмен, хотя они используются только в системах охлаждения и кондиционирования воздуха. Вы можете найти этот тип теплообменников в чиллерах с воздушным охлаждением, конденсаторных агрегатах, бытовых кондиционерах, осушителях воздуха, шкафах охлаждения, крышных агрегатах и ​​т. Д.

  Теплообменники этого типа также работают с конвекцией в качестве основного метода передачи тепла.Микроканальный теплообменник имеет простую конструкцию. С каждой стороны расположен коллектор, между каждым коллектором проходят несколько плоских труб с ребрами между ними. Воздух проходит через щели в ребрах и уносит тепловую энергию.

  Хладагент входит через коллектор, а затем проходит по плоским трубкам, пока не достигнет другого коллектора. Коллекторы содержат перегородки, которые контролируют направление потока хладагента и используются для многократного прохождения хладагента по трубам, чтобы увеличить время, проведенное внутри, и, таким образом, увеличить возможность передачи тепловой энергии.

  Внутри каждой плоской трубки есть несколько небольших отверстий, известных как микроканалы, которые проходят по всей длине каждой плоской трубки. Эти микроканалы значительно увеличивают площадь поверхности теплообменника, что позволяет большему количеству тепловой энергии уходить из хладагента в металлический корпус теплообменника. Разница температур между хладагентом и воздухом заставляет тепло проходить через кожух плоской трубы к ребрам. Когда воздух проходит через зазоры, он уносит эту тепловую энергию за счет конвекции.

  Змеевик испарителя печи

  Змеевик испарителя печи

  Печные испарители обычно используются в больших домах и небольших коммерческих помещениях с небольшими системами воздуховодов. Вы можете приобрести змеевики большего размера, которые работают по аналогичным принципам, но для более крупных систем, в основном, для кондиционеров в средних и крупных коммерческих зданиях. Змеевик внутри испарителя печи работает так же, как теплообменник с ребристыми трубами, и использует хладагент внутри и воздуховод снаружи. Воздух, проходящий через трубы, передает свое тепло посредством принудительной конвекции, затем оно передается через стенку трубы посредством теплопроводности, хладагент внутри уносит это тепло посредством принудительной конвекции, хладагент кипит и испаряется в компрессор.

  Радиаторы

  Радиаторы

  Они очень распространены, особенно в Европе и Северной Америке, в домах и старых коммерческих зданиях. Они крепятся к стенам, как правило, под окном, для обогрева помещения. Их функция очень проста, они обычно подключаются к трубопроводу горячей воды, по которому подается горячая вода от бойлера.

  Вода поступает через трубу небольшого диаметра и попадает внутрь радиатора. Внутренняя поверхность радиатора больше, чем труба, что снижает скорость воды, чтобы дать больше времени для передачи тепла.

  Тепло воды передается металлическим стенкам радиатора посредством теплопроводности. С внешней стороны радиатора находится воздух помещения. Когда этот воздух соприкасается с горячей поверхностью радиатора, тепло переходит в воздух, и это заставляет воздух расширяться и подниматься. Затем более холодный воздух поступает, чтобы заменить этот воздух, вызывая непрерывный цикл движущегося воздуха, который нагревает комнату, поэтому этот движущийся воздух является конвекционным теплопереносом. Радиатор обычно имеет несколько ребер, соединенных сзади или между панелями, особенно на новых, они предназначены только для увеличения площади поверхности радиатора, чтобы предоставить больше возможностей для передачи тепла в воздух.Радиаторы названы неправильно, так как они передаются в основном за счет конвекции.

  Иногда вы встретите специально разработанные радиаторы, подключенные к паровым системам, но это становится все реже, раньше тоже использовалось масло, но сейчас это довольно редко.

  Водяной нагревательный элемент

  Водяной нагревательный элемент

  Водяной нагревательный элемент обычно используется в калориферах и водонагревателях, а также иногда используется в бассейнах открытых градирен для предотвращения замерзания воды зимой.Они используют металлическую катушку вдоль трубки, которая имеет высокое значение сопротивления. Это сопротивление генерирует тепло. Катушка изолирована, чтобы сдерживать ток, но пропускать тепловую энергию. Нагревательный элемент погружен в резервуар с водой, и тепло отводится от элемента в воду. Вода, которая вступает в контакт с нагревательным элементом, поэтому нагревается, и это заставляет ее подниматься в резервуаре, затем течет более холодная вода, чтобы заменить эту нагретую воду, где этот цикл будет продолжаться.

  Поворотное колесо

  Роторный теплообменник

  Теплообменники этого типа обычно находятся в блоке обработки воздуха между приточным и вытяжным воздуховодами. Они работают с помощью небольшого электрического двигателя, подключенного к шкивному ремню, чтобы медленно вращать диск теплообменника, который находится непосредственно в воздушном потоке между выпускным и свежим воздухом. Воздух проходит прямо через диск, но при этом контактирует с материалом колеса.Материал диска теплообменника поглощает тепловую энергию от одного потока воздуха и, когда он вращается, входит во второй поток воздуха, где он выделяет эту поглощенную тепловую энергию. Этот тип теплообменника приводит к небольшому смешиванию жидкости между потоком всасываемого и отработанного воздуха из-за небольших зазоров в местах вращения колеса, поэтому его нельзя использовать там, где используются сильные запахи или токсичные пары.

  Эти теплообменники могут использоваться в зимние месяцы для рекуперации тепла от выхлопного потока здания. Это тепло улавливается тепловым колесом и передается в поток забираемого свежего воздуха, который будет намного холоднее, чем воздух внутри здания.
  Эти теплообменники также можно использовать в летние месяцы для рекуперации холодного воздуха из выхлопных газов зданий и охлаждения поступающего свежего воздуха.

  Водогрейный котел

  Как работает котел

  Такие большие котлы можно встретить в основном в средних и крупных коммерческих зданиях с более прохладным климатом. Дома и небольшие здания будут использовать гораздо меньшие версии, обычно настенные. У обоих есть много вариаций, но этот тип очень распространен.

  Топливо сгорает в камере сгорания (обычно газ или масло), а горячие выхлопные газы проходят через ряд труб, пока не достигнут дымохода и не выбрасываются в атмосферу.Трубки и камера сгорания окружены водой. Тепло передается к стенкам трубы и затем проходит в воду, которая затем уносится конвекцией. В зависимости от конструкции системы вода выходит в виде нагретой воды или пара. Эта вода нагнетается насосом, скорость насоса, а также количество сжигаемого топлива можно изменять, чтобы изменять температуру и скорость потока.

  Тепловая трубка

  Тепловая труба

  Вы найдете их в солнечных водонагревателях и некоторых теплообменниках AHU с рекуперацией тепла.Если мы посмотрим на применение солнечного тепла, у нас есть трубка, сделанная из специального стекла, из которого откачивается весь воздух для создания вакуума, а затем герметизируется. Внутренний слой трубки имеет специальное покрытие. Покрытие и вакуум работают вместе, чтобы тепло не могло уйти, когда оно попадает в трубку, а затем помогает переместить его к тепловой трубке в центре.

  Тепловая трубка имеет ребра с каждой стороны, соединенные с покрытием трубки для приема тепловой энергии.

  Тепловая трубка представляет собой герметичную длинную полую медную трубку, которая проходит по всей длине стеклянной трубки и имеет выступающую втулку наверху.Колба подсоединяется к коллектору, и холодная вода проходит через коллектор и проходит через головку колбы.

  Внутри тепловой трубки находится водная смесь, находящаяся под очень низким давлением. Это низкое давление позволяет воде испаряться в пар с небольшим добавлением тепла. Затем пар поднимается в колбу, где отдает свое тепло воде, протекающей через коллектор. Когда пар отдает свое тепло, он конденсируется и снова падает, чтобы повторить цикл. Трубка поглощает тепловое излучение, которое затем направляется в трубку.Вода внутри конвектирует его до колбы, тепло проходит через стенку трубы и уносится конвекцией в поток воды.

  Балка охлаждающая

  Теплообменники ОВКВ с охлаждающими балками

  Используются два типа охлаждающих балок: пассивные и активные. Оба используются в основном в коммерческих зданиях.

  Активная охлаждающая балка работает за счет пропускания холодной жидкости, обычно воды, через оребренный теплообменник. Затем воздух направляется в охлаждающую балку и выходит через специально расположенные сопла.Этот воздух движется по ребристой трубе и вдувает холодный воздух в комнату. Поэтому используется принудительная конвекция.

  В пассивных охлаждающих балках также будет использоваться теплообменник из оребренных труб, но к ним не будет подключен воздуховод. Вместо этого они создают поток естественной конвекции, охлаждая теплый воздух на уровне потолка. Затем этот охлажденный воздух опускается и заменяется более теплым воздухом, где цикл повторяется.

  Печной обогреватель

  Печные обогреватели распространены в домах с системой кондиционирования воздуха.Они очень распространены в Северной Америке. В печных обогревателях используется теплообменник, помещенный непосредственно в проходящий воздух пар. Топливо сгорает, и горячий газ направляется через теплообменник, тепло от него передается в стенки теплообменника, более холодный воздухопровод проходит через другую сторону, вызывая разницу температур, поэтому тепло газа проходит через стена и будет унесена конвекцией.

  Пластинчатый теплообменник

  Существует два основных типа пластинчатых теплообменников: с прокладкой и с паяной пластиной.Оба они очень эффективны при передаче тепловой энергии, а для еще большей эффективности и компактной конструкции вы можете использовать микропластинчатые теплообменники для многих приложений. Ранее мы подробно рассмотрели все эти теплообменники.

  Основное, что нужно знать об этих двух типах теплообменников, это то, что тип прокладки может быть демонтирован, его нагревательная или охлаждающая способность может быть увеличена или уменьшена простым добавлением или удалением пластин теплопередачи. Вы обнаружите, что они используются, в частности, в высотных коммерческих зданиях для косвенного подключения чиллеров, котлов и градирен к контурам отопления и охлаждения, а также для подключения зданий к сетям централизованного энергоснабжения.

  Паяный пластинчатый теплообменник

  Паяные пластинчатые теплообменники представляют собой герметичные агрегаты, которые не подлежат демонтажу, их мощность нагрева или охлаждения является фиксированной. Они используются в таких приложениях, как тепловые насосы, комбинированные котлы, блоки интерфейса тепла, косвенное подключение калориферов и т. Д.

  Оба работают, пропуская жидкости, обычно в противоположных направлениях, в соседних каналах. Жидкости обычно представляют собой воду или хладагент. Тепловая энергия передается на пластину, затем проходит через пластину, а жидкость на другой стороне уносит ее за счет конвекции.

  Тепловые насосы

  Тепловые насосы используются в основном в домах, но иногда и в коммерческой недвижимости. Существует два основных типа тепловых насосов с воздушным источником и наземным источником. Источник воздуха обычно используется для обогрева воздуха в помещении, тогда как наземный источник чаще используется для нагрева воды.

  Источник воздуха работает как система переменного тока, но наоборот, вместо того, чтобы отводить тепло из комнаты, он добавляет его. Хладагент проходит от компрессора к внутреннему блоку, который содержит теплообменник из оребренных труб.Хладагент посредством конвекции передает тепло стенкам трубы, а затем отводится на другую сторону. С другой стороны – холодный воздух помещения, который с помощью небольшого вентилятора нагнетается через теплообменник, а затем уносит тепло за счет конвекции. Затем хладагент течет к расширительному клапану, а затем к наружному блоку, который также является теплообменником из оребренных труб или микроканальным теплообменником.

  Когда воздух проходит через этот теплообменник, окружающий воздух вызывает кипение хладагента и забирает тепло.Затем это тепло проходит через компрессор во внутренний блок, чтобы повторить цикл.

  Наземный источник работает немного иначе. Смесь воды и незамерзающей жидкости прокачивается по трубам в земле для сбора тепла. Затем он передается в небольшой цикл охлаждения через паяный пластинчатый теплообменник. Хладагент переносит его во второй паяный пластинчатый теплообменник, который подключен к другому водяному контуру, на этот раз передавая тепло в резервуар с горячей водой, обычно через спиральную трубу без ребер.

  Кожух и трубка

  Кожухотрубный теплообменник

  Кожухотрубные теплообменники обычно используются в чиллерах на испарителе и / или конденсаторе, иногда также в качестве охладителя смазочного масла.
  Возможно, это упрощенная конструкция теплообменника. У них есть внешний контейнер, известный как оболочка. Внутри оболочки находится ряд труб, известных как трубки. Трубки содержат одну жидкость, а оболочка – другую жидкость. Две жидкости всегда разделены стенками трубки, они никогда не встречаются и не смешиваются.Жидкости будут иметь разные температуры, что приведет к передаче тепловой энергии между жидкостями, и эта тепловая энергия будет проходить через стенки трубы. При использовании в испарителе или конденсаторе двумя жидкостями будут вода и хладагент. В зависимости от конструкции вода может находиться в кожухе или трубке, а хладагент – в другом.

  Чиллер

  Теплообменники чиллера

  Чиллер будет использовать кожухотрубный теплообменник, пластинчатый теплообменник или теплообменник с оребренными трубами.Многие чиллеры фактически используют комбинацию всего вышеперечисленного. Например, чиллер с воздушным охлаждением может использовать кожухотрубный теплообменник для испарителя, ребристый трубчатый или микроканальный теплообменник для конденсатора, паяный пластинчатый теплообменник для охлаждения масляной смазки компрессора и пластинчатый теплообменник с прокладкой для косвенного соединения. чиллер к центральному контуру охлаждения.

  .